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Miscellaneous
Physics

University, School

HWI Hamburg

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Ausarbeitung zum Labor Elektrotechnik Inhaltsverzeich­nis 1       Einführung, Praktikumsordnu­ng, Arbeitsschutz 2       Allgemeine Angaben und verwendete Gerätschaften 3       Messungen mit dem Oszilloskop im Grundstromkreis 3.1       Messungen mit dem Tastkopf 3.2       Darstellung sinusförmiger Größen 3.3       Messung verschiedener Spannungen einer Gleichrichtersc­hal­tung 4       Kennlinien einer Diode und eines Transistors 4.1       Aufnahme der I-U Kennlinie einer Diode 4.2       Aufnahme der Strom-Spannungs­-Ke­nnlinie einer Z-Diode 4.3       Aufnahme der Ausgangskennlin­ie eines NPN-Transistors 5       Grundschaltunge­n des Operationsverst­ärk­ers (OPV) 5.1       Übertragungsken­nli­nie eines OPV in nicht invertierender Schaltung 5.2       Übertragungsken­nli­nie eines OPV in invertierender Schaltung 5.3       Frequenzgang eines OPV in invertierender Schaltung 6       Anlagen 6.1       Versuchsprotoko­ll 6.2       Bode Diagramm 1 Einführung, Praktikumsordnu­ng, Arbeitsschutz Ich verzichte in dieser Ausarbeitung bewusst auf die Erläuterung der Funktionalität sowie technischen Parameter der verwendeten Gerätschaften. Denn diese sind in der vorab übersandten Laboranleitung von Hr. Dr. Fußeder und den zur Verfügung gestellten Unterlagen bereits ausreichend beschrieben. Folgende Gerätschaften wurden im Labor verwandt:

1. Der RC-Schaltkreis, Auswertung mit dem Oszilloskop


Ziel des Experimentes ist es, mit Hilfe des Oszilloskopen die Zeitkonstante τ des RC-Gliedes zu bestimmen.

Die Zeitkonstante wird rechnerisch mit Hilfe der verwendeten Kenngrößen ermittel.


Vorbetrachtung:


Anhand der Kirchhoff`schen Maschenregel ergibt sich folgende Beziehung:


UB = UC + UR


Somit gilt für die Spannung am Kondensator:


Formel 1: uc(t) = UB mit RC = τ


Graphisch sieht der Einschaltvorgang am Kondensator folgendermaßen aus:


Abb. 1: Aufbau der Spannung an einer Kapazität in einem RC-Glied



Ablauf des Versuchs:

Die angelegte Spannung UB wird mit Hilfe des Multimeters bestimmt und notiert.

Nach anlegen der Spannung erkennt man am Oszilloskop, wie sich die Ladekurve asymptotisch der angelegten Spannung UB annähert (s. Abb.1).

Nun skaliert man den Nullpunkt der Kurve auf einen zum ablesen geeigneten Punkt.

Somit lässt sich die Zeitkonstante τ auf der x-Achse ablesen.

Zur besseren Lesbarkeit sollte die Lupenfunktion (10-fache Vergrößerung) verwendet werden.

1.1 Aufbau der Schaltung:



Verwendete Bauelemente:


.....[read full text]

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7+⊥: „4;≈;-7∋+“ 6033, 34: 38814

1≈≈∞≈≠;⊇∞+≈†∋≈⊇: 5; = 50 Ω

6+∞⊥∞∞≈=: † = 1,089 ∂8=


0≈=;††+≈∂+⊥:

7+⊥: 84205-2, 34: 800171

3†+;≤+≈†ä+∂∞: 1∋∋

9∋⊥†;≈⊇†;≤+∞;†: ≠-4≤+≈∞: 0,2 ∋≈/≤∋

+-4≤+≈∞: 0,52/≤∋

2∞+⊥+öß∞+∞≈⊥: 10†∋≤+


4∞††;∋∞†∞+:

7+⊥: 9∞;†+†∞+ 177 4;≤+=+†† 844

6∞≈∋∞;⊥∂∞;†: ± 0,7%

4∞≈≈+∞+∞;≤+: 20 2 40


4;≈;- Ω -8∞∂∋⊇∞:

5 = 20∂Ω ± 1%


4;≈;-0-8∞∂∋⊇∞:

0 = 3≈6 ± 1%


1.2 9+∋;†††∞≈⊥ ⊇∞+ 5∞;†∂+≈≈†∋≈†∞ τ ∋∞≈ ⊇∞∋ 0≈=;††+≈∂+⊥+;†⊇

4∞≈ 6++∋∞† 1 †+†⊥†, ⊇∋≈≈ ⊇∞+ 9+≈⊇∞≈≈∋†++ +∞; †= τ =∞ 63% ⊥∞†∋⊇∞≈ ;≈†.


4∞≈≈≠∞+†∞:

03 = 3,417 2 ± 0,7%


063% = ∞(†= τ) = 03 * 0,63 = 3,4172 * 0,63 = 2,1532


τ0≈=;††+≈∂+⊥ = 3,3≤∋ * = 0,066∋≈


1.4 9+∋;†††∞≈⊥ ⊇∞+ 5∞;†∂+≈≈†∋≈†∞ τ +∞≤+≈∞+;≈≤+

8;∞ 5∞;†∂+≈≈†∋≈†∞ τ ∞+⊥;+† ∞++∞≤+≈∞† ≈;≤+ ∋∞≈ ⊇∞∋ 6∞≈∋∋†≠;⊇∞+≈†∋≈⊇ 56 = 5; + 5 ∞≈⊇ ⊇∞+ 9∋⊥∋=;†ä† 0.


τ = 56 * 0


τ+∞≤+≈∞+;≈≤+ = (20 + 0,05) ∂Ω * 3≈6 = 0,0602 ∋≈


6ü+ ⊇∋≈ ∞≈⊇⊥ü††;⊥∞ 9+⊥∞+≈;≈ ∋ü≈≈∞≈ {∞⊇+≤+ ≈+≤+ ⊇;∞ 0++⊇∞∂††∞+†∞+ +∞+ü≤∂≈;≤+†;⊥† ≠∞+⊇∞≈, ≠++∞; ⊇∞+ 6∞+†∞+ ⊇∞≈ 1≈≈∞≈≠;⊇∞+≈†∋≈⊇∞≈ ∞+∞≈†∋††≈ ∋;† 1% ∋≈⊥∞≈+∋∋∞≈ ≠;+⊇.

8∞+ 1≈≈∞≈≠;⊇∞+≈†∋≈⊇ ;≈† ≈∞++ =;∞† ∂†∞;≈∞+ ∋†≈ ⊇∞+ ⊥∞≈≤+∋††∞†∞ 3;⊇∞+≈†∋≈⊇. 8∋+∞+ ;≈† ⊇;∞≈∞ 4≈≈∋+∋∞ =∞†ä≈≈;⊥, ⊇∋ ⊇∞+ 6∞≈∋∋†≠;⊇∞+≈†∋≈⊇ ∂∋∞∋ +.....


∆τ+∞≤+≈∞+;≈≤+ = * 100%


∆τ+∞≤+≈∞+;≈≤+ = * 100% = 2%


3+∋;† ∞+⊥;+† ≈;≤+:


τ+∞≤+≈∞+;≈≤+ = 0,0602∋≈ ± 2%


1.5 2∞+⊥†∞;≤+ ⊇∞≈ 2∞+≈∞≤+≈∞+⊥∞+≈;≈≈∞≈ ∞≈⊇ ∞++∞≤+≈∞†∞≈ 9+⊥∞+≈;≈≈∞≈

8∋≈ +∞+∞≤+≈∞†∞ 9+⊥∞+;≈ ≠∞;≤+† ∞∋ 5,8 ≈≈ (8,79%) =+≈ ⊇∞∋ ⊥∞∋∞≈≈∞≈∞≈ 9+⊥∞+≈;≈ ∋+.

8;∞≈∞ 0≈⊥∞≈∋∞;⊥∂∞;† ∂∋≈≈ ∋∞++∞+∞ 0+≈∋≤+∞≈ +∋+∞≈:

  1. 8;∞ =∞+≠∞≈⊇∞†∞≈ 3+††≠∞+†∞ ⊇∞+ 3∋∞†∞;†∞ ≠∞;≈∞≈ ∞;≈∞ ⊥∞≠;≈≈∞≈ 7+†∞+∋≈= ∋∞†.
  2. 4+†∞≈∞∞≈⊥∞≈∋∞;⊥∂∞;†∞≈ =+≈ 03, 063% ∞≈⊇ τ (≈. 4++.2)



= 6∞+†∞+≈†∞††∞≈

4++. 2: 4+†∞≈∞∞≈⊥∞≈∋∞;⊥∂∞;†∞≈ ∋∋ 0≈=;††;≈∂+⊥


2. 8∞+ 50-3≤+∋††∂+∞;≈, 4∞≈≠∞+†∞≈⊥ ∋;† ⊇∞∋ 00


1≈ ⊇;∞≈∞∋ 2∞+≈∞≤+ ≈+†† ∋≈+∋≈⊇ ⊇∞+ ≈≤++≈ ;≈ 4∞†⊥∋+∞ 1 =∞+≠∞≈⊇∞†∞≈ 5∞;+∞≈≈≤+∋††∞≈⊥ ⊇;∞ 5∞;†∂+≈≈†∋≈†∞ τ =∞≈ä≤+≈† ∋;† 8;††∞ ⊇∞≈ 00`≈ ∞≠⊥∞+;∋∞≈†∞†† ∞+∋;††∞†† ≠∞+⊇∞≈.

1∋ 4≈≈≤+†∞≈≈ ≠;+⊇ τ ∋;† ⊇∞≈ =∞+≠∞≈⊇∞†∞≈ .....

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8;∞ ≈+≈†∞∋∋†;≈≤+∞≈ 6∞+†∞+, ⊇;∞ +∞; ⊇∞+ 4∞≈≈∞≈⊥ ∋∞†⊥∞†+∞†∞≈ ≈;≈⊇, ≠∞+⊇∞≈ ∋+≈≤+†;∞ß∞≈⊇ ⊇;≈∂∞†;∞+†.


4+†∋∞†:


8;∞ 4∞≈≈⊇∋†∞≈ ≠∞+⊇∞≈ ∋;† 8;††∞ ⊇∞≈ 00`≈ ∞+†∋≈≈†

4. 8∞+ 50-3≤+∋††∂+∞;≈, 4∞≈≠∞+†∞≈⊥ ∋;† ⊇∞∋ 00



Verwendete Bauelemente:


Funktionsgenerator:

Typ: „Mini-Lab“ 603B, SN: 38814

Innenwiderstand: Ri = 50 Ω

Frequenz: ca. 20Hz


Multimeter:

Typ: Keithley 177 Micovolt DMM

Genauigkeit: ± 0,7%

Messbereich: 20 V AC


Mini- Ω -Dekade:

R = 1kΩ ± 1%


Mini- L -Dekade:

L = 2H ± 2,5%

Innenwiderstand: Rs = 0,054 kΩ


Mini-C-Dekade:

C = 100nF ± 1%


4.1 Bestimmung der Frequenz der gedämpften Schwingung und der Abklingkonstante


Die Messwerte werde mit dem PC bestimmt. Die Daten und die Ablingkurve befinde.....


6+∞⊥∞∞≈=:

9≈ ∞+⊥;+† ≈;≤+ ∋;† ⊇∞+ 8;††∞ ⊇∞+ 5∋+∋∞≈∋∞≈≠∋+† ( ) ∞;≈∞ 0∞+;+⊇∞⊇∋∞∞+ =+≈ 70

70 = 2,83∋≈


+∞∋† = = 353,36 8=


4+∂†;≈⊥∂+≈≈†∋≈†∞:

8;∞ 4+∂†;≈⊥∂+≈≈†∋≈†∞ δ ∞++∞≤+≈∞† ≈;≤+ ∋∞≈ 56 ∞≈⊇ 7:


δ+∞≤+≈∞+;≈≤+ = = = = 276≈-1


8;∞ 4+†;≈⊥∂+≈≈†∋≈†∞ †ä≈≈† ≈;≤+ ∋∞≤+ ∞≠⊥∞+;∋∞≈†∞†† ≈∋≤+ †+†⊥∞≈⊇∞+ 6++∋∞† +∞≈†;∋∋∞≈:


δ∞≠⊥. = * †≈


8;∞ 4∞≈≈≠∞+†∞ †ü+ 01 ∞≈⊇ 02 †∋∞†∞≈:


01 = 1,342

02 = 0,62


8∋∋;† ∞+⊥;+† ≈;≤+ †ü+ δ∞≠⊥:


δ∞≠⊥. = * †≈ = = 283,9≈-1


4.2 Bestimmung der Frequenz der ungedämpften Schwingung


fThomson = * = * = 355,9 Hz


4.3 Berechnung der Frequenz der gedämpften Schwingung

Zur Freuquenz der gedämpften Schwingung wird folgende Formel verwendet:


fgedämpft = *


⊥∞⊇ä∋⊥†† = * = 353, 2 8=


4.4 2∞+⊥†∞;≤+ ⊇∞≈ ∞+∋;††∞††∞≈ ∞≈⊇ ⊇∞≈ ∞++∞≤+≈∞†∞≈ 3∞+†∞≈ †ü+ †:

8∞+ ∞≠⊥∞+;∋∞≈†∞†† ∞+∋;††∞††∞ 3∞+† †ü+ †⊥∞⊇ä∋⊥†† ;≈† ∞≈+∞∋†;≈†;≈≤+, ⊇∋ ≈;≤+ ⊇;∞ 6+∞⊥∞∞≈= ⊇∞+≤+ ⊇;∞ 8ä∋⊥†∞≈⊥ =


4.5 3∞≈†;∋∋∞≈⊥ ⊇∞≈ 3;⊇∞+≈†∋≈⊇≈ =∞∋ ∋⊥∞+;+⊇;≈≤+∞≈ 6+∞≈=†∋††

8∋∋;† ⊇∞+ ∋⊥∞+;+⊇;≈≤+∞ 6+∞≈=†∋†† ∞;≈†+;††, ∋∞≈≈ †+†⊥∞≈⊇∞ 3∞⊇;≈⊥∞≈⊥ ⊥∞††∞≈:


8∋+∋∞≈ †+†⊥† †ü+ 56:


56 = 2 = 2 .....

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Versuchsprotokoll RC Schaltkreis, Auswertung mit dem Oszilloskop: 1: Aufbau der Spannung an einer Kapazität in einem RC-Glied
Versuchsprotokoll RC Schaltkreis, Auswertung mit dem Oszilloskop: Somit lässt sich die Zeitkonstante τ auf der x-Achse ablesen
Versuchsprotokoll RC Schaltkreis, Auswertung mit dem Oszilloskop: Innenwiderstand: Rs  =  0,054 kΩ
Versuchsprotokoll RC Schaltkreis, Auswertung mit dem Oszilloskop: Die systematischen Fehler, die bei der Messung aufgetreten sind, werden abschließend diskutiert
Versuchsprotokoll RC Schaltkreis, Auswertung mit dem Oszilloskop: Diese Ungenauigkeit kann mehrere Ursachen haben: Die verwendeten Sollwerte der Bauteile weisen

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