Wydział Budowy Maszyn i Informatyki 19.11.14 r.

Kierunek: Automatyka i Robotyka godz. 13.45 – 15.15

Semestr: III

Grupa dziekańska: 3

Grupa laboratoryjna: 3

Numer sekcji: 2

Laboratorium z Podstaw Teorii Obwodów

Nr. 4

Badanie stanów nieustalonych

Wykonawcy ćwiczenia:

• Tomasz KisiaÅ‚a

• Jakub KozioÅ‚ek

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie definicji stanów nieustalonych, oraz dokonanie badań w celu ustalenia szybkości rozładowania kondensatora przy określonym napięciu i pojemności kondensatora w obwodzie RC.

Schemat pomiarowy:

Przebieg ćwiczenia:

Połączono układ zgodnie ze schematem pomiarowym. Na wejście układu podano napięcie 5V, a pojemność kondensatora ustawiono na 1,15μF. Przy pomocy oscyloskopu dokonywano pomiaru spadku napięć na kondensatorze, zmieniając jego pojemność od 1,15 μF do 0,05 μF co 0,05 μF. Wyniki pomiarów zapisano w tabeli pomiarowej

Tabele z wynikami pomiarów:

R=1kΩ
Pojemność [μF]
1,15
1,10
1,05
1,00
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05

R=3kΩ
Pojemność [μF]
1,15
1,10
1,05
1,00
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05

R=5kΩ
Pojemność [μF]
1,15
1,10
1,05
1,00
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05

Przykładowe obliczenia:

Stała czasowa średnia:

Dla R = 1MΩ;

Stała czasowa dla poszczególnych pomiarów:

Dla R = 1MΩ;

Czyli wniosek:

Dla R = 1MΩ →

Zgodnie z tÄ… zasadÄ…:

; ; ; itd.…

Wnioski:

Rzeczywistym układem rozładowującym kondensator jest oscyloskop o rezystancji wewnętrznej przyjętej jako 1MΩ , dlatego w obliczeniach stałej czasowej trzeba przyjąć opór równy 1MΩ.

Dla tej rezystancji, wartość stałej czasowej jest zgodna z zależnością:

Pomiędzy wartościami stałej czasowej wyznaczonej graficznie i stałej czasowej obliczonej, są niewielkie różnice wynikające z mało dokładnego odczytania czasu rozładowywania kondensatora na oscyloskopie.

Gdy stała czasowa jest mała (tłumienie duże), wówczas krzywa wykładnicza jest stroma, wobec czego napięcie na kondensatorze szybko maleje.

Jeśli natomiast stała czasowa jest duża (tłumienie małe), wówczas krzywa wykładnicza jest płaska, więc napięcie maleje stosunkowo powoli.