Temat: Wyznaczanie prędkości rozchodzenia się fal akustycznych

1 Wstęp teoretyczny

Pojemnością elektryczną przewodnika nazywa się wielkość fizyczną, której miara jest wielkość wprowadzonego ładunku elektrycznego Q do potencjału V, jaki ten ładunek wywoła:

Pojemność jednostkową będzie miał taki przewodnik, który po wprowadzeniu ładunku 1 kulomba uzyska potencjał 1 wolta. Jednostka ta została nazwana faradem [F]:

Zatem w celu obliczenia pojemności kondensatora należy obliczyć jaki ładunek odkłada się na jego okładkach oraz należy zmierzyć napięcie na jego zaciskach.

2 Użyte przyrządy

- rezystor

- kondensator

- mikroamperomierz magnetoelektryczny kl. 0,5 zakres 75μA

- woltomierz magnetoelektryczny kl. 0,5 zakres 150V

- zasilacz stabilizowany

3 Schemat pomiarowy

R - rezystor

C - kondensatror

P - prostownik

W - odłącznik

4 Przebieg ćwiczenia

W celu wyznaczenia ładunku który gromadzi się na okładkach kondensatora należy zmontować układ pomiarowy, naładować kondensator do napięcia U i zwolnić przycisk W. Następnie obserwować i notować zmiany prądu I w czasie t Z tych dany sporządzić wykres krzywej rozładowania I=ƒ(t). Powierzchnia pod tą krzywą jest równa ładunkowi który znajdował się na okładkach kondensatora. Znając wartość ładunku i napięcie na zaciskach można obliczyć jego pojemność.

5 Tabela pomiarowa

I	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8	t9	t10	Δt1-10
A	s	s	s	s	s	s	s	s	s	s	s
65	0
60	1,19
55	1,97
50	3,00	2,90	2,47	3,06	2,94	3,07	2,93	2,94	3	2,97	2,9
45	3,70
40	4,75
35	6,28
30	7,62	7,72	7,69	7,88	7,63	7,88	7,72	7,65	7,66	7,75	7,7
25	9,35
20	11,38
15	14,09	14,03	14,03	14,03	14,03	14,04	14,06	14,00	14,03	14,05	14
10	17,66
5	23,63
0	52,93

- Δt_1-10 obliczam ze wzoru

Δt_1-10 =

- pojemność obliczam ze wzoru

I_n , I_n+1 - długości podstaw trapezu ( powstałych na wykresi I=ƒ(t) )

ΔT - wysokość trapezy równa (t_n+1 - t_n)

U - napięcie na zaciskach kondensatora

Q = (75+46+47+38+47+56+45+44+45+47+45+45+78)*10^-6 C

Q = 658 * 10^-6 C ± ΔQ

U = 135 V ± ΔU

6 Ocena dokładności pomiaru

ΔQ = ∑(ΔT*ΔI)+ (ΔT*ΔI)+(I_n+I_n+1)*Δt

ΔQ =∑ (ΔT*ΔI)+(I_n+I_n+1)*Δt

I_n , I_n+1 - długości podstaw trapezu

ΔT - wysokość trapezy równa (t_n+1 - t_n)

Δt - błąd odczytu czasy = 0,05 s

ΔI - bezwzględny błąd odczytu prądu

ΔQ = 36,5 * 10^-6 [C]

= 0,75V

= 0,375A

C =

C ∈ (4,5μF do 5,2 μF)

7 Obliczone wielkości

Q	C
C	μF
658*10^-6	5

8 Wnioski i spostrzeżenia

W celu sprawdzenia czy otrzymane wyniki są prawidłowe korzystam ze wzoru

po przekształceniu otrzymuje funkcje, która w sposób liniowy opisuje płynący prąd podczas rozłądowania kondensatora.

wykonuje wykres

ƒ(t)

---