11. Aufgabe: Spannungsmessungen an einem kapazitiven Spannungsteiler mit und ohne Tastkopf 10:1

Höhere Technische Bundes- Lehr- und Versuchsanstalt (Bulme) Graz-Gösting
Elektrotechnisches Laboratorium Jahrgang 1983 / 1984

Klasse: 3AN
Gruppe: 7

1. Aufgabenstellung:
1.1 Schaltung

Die Spannung \underline{u}_2 wird zuerst ohne Tastkopf und dann mit dem Tastkopf gemessen und mit dem gerechneten Wert verglichen.

1.2 Berechnungen

\underline{u}_L = 10\ V,\ C_1 = 27\ pF,\ C_2 = 33\ pF

\underline{u}_2 = \underline{u}_L \frac{ \frac{1}{j \omega C_2}}{\frac{1}{j \omega C_1} \frac{1}{j \omega C_2}} = \underline{u}_L \frac{C_1}{C_1 + C_2} = 10 \frac{27}{27+33} = 4,5\ V

1.3 Tabelle

f     gerechnet ohne TK mit TK
1 kHz u2 V 4,5 1,04 3,2
1 MHz u2 V 4,5 1,36 3,4

Kommentar zu den Messergebnissen: Messung ohne Tastkopf ergibt eine falsche Messung, da die Kapazität des Eingangsverstärkers noch dazu kommt. Mit dem Tastkopf wird die Eingangskapazität verringert.

2. Aufgabe: Strommessungen mit dem Oszilloskop

Es soll der Wechselstromwiderstand einer Si-Diode im Durchlassbereich ermittelt werden. Ein Funktionsgenerator, der eine Mischspannung liefern soll, wird an eine Serienschaltung aus Widerstand und Diode gelegt.

Der Gleichspannungsanteil legt den Arbeitspunkt fest (IF, UF). Die überlagerte Wechselspannung ist so klein als möglich zu wählen.

2.1 Schaltungen:

siehe Übungsprotokoll

2.2 Berechnungen

 r_F = \frac{\Delta U} {\Delta I} = \frac{U_{WSS}}{I_{WSS}} = \frac{15 \cdot{} 10^{-3} }{0,9 \cdot{} 10^{-3}} = 16,7\ \Omega  

 I_{WSS} = \frac{U_{RSS}} {R_{V}} = \frac{0,9}{1000} = 0,9\ mA

2.3 Messwerttabelle

Siehe Protokoll

2.4 Diagramm

Siehe Protokoll

3. Aufgabe: Phasenmessungen im Zweikanalbetrieb bzw. mit Lissajousfiguren

3.1 Schaltbilder

a) zu Zweikanalbetrieb

siehe Übungsprotokoll

b) zu Lissajousfiguren

siehe Übungsprotokoll

3.2 Berechnungen

  \sin \varphi_1 = \frac{\underline{u}_2}{\underline{u}_1} ,

 f_1 = 2,8\ kHz\ (\varphi_1 = 80 \ensuremath{^\circ} ) ,

 f_2 = 15,9\ kHz\ (\varphi_2 = 45 \ensuremath{^\circ} ) ,

 f_3 = 90,0\ kHz\ (\varphi_3 = 10 \ensuremath{^\circ} )

zu a)  l_2 \approx T \approx 360 \ensuremath{^\circ} ,

 l_1 \approx \varphi_1 \Rightarrow \varphi_1 = \frac{l_1}{l_2} \times 360 = \frac{2,5}{20} \times 360 = 45 \ensuremath{^\circ}

zu b)  \varphi = \arcsin \frac{y_0}{y_{max}} = \arcsin \frac{4,7}{6,8} = 43,7 \ensuremath{^\circ}

3.3 Tabelle

siehe Übungsprotokoll

3.4 Diagramm

siehe Übungsprotokoll

4. Geräte

Oszilloskop 1/D4

Frequenzgenerator 4/A3

Vielfachmessgerät 1/B5, 1/B6

5. Anmerkungen

keine

10. Aufgabe: Übungsprotokoll