8.2 a, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej


Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię Józwik Tomasz

studenta:

Instytut i symbol grupy Ed 3.5

Data wykonania ćwiczenia:

8.01.97

Symbol ćwiczenia:

8.2

Temat zadania: Badanie częstotliwości repetycji generatora drgań relaksacyjnych.

Zaliczenie:

Ocena:

Data:

Podpis

1.Tabela pomiarów.

Lp.

U

C

R

N

t

T

urp

V

mF

MW

-

s

s

1/s

1

120

0.25

2.32

30

13

0.433

2.308

2

120

0.5

2.32

20

17.4

0.870

1.149

3

120

0.75

2.32

20

24

1.200

0.833

4

120

1

2.32

10

15.4

1.540

0.649

5

120

1.25

2.32

10

18.6

1.860

0.538

6

120

1.5

2.32

10

22.2

2.220

0.450

7

120

1.75

2.32

10

26

2.600

0.385

1

120

0.25

3.82

20

13

0.650

1.538

2

120

0.5

3.82

10

14

1.400

0.714

3

120

0.75

3.82

10

18.8

1.880

0.532

4

120

1

3.82

10

28

2.800

0.357

5

120

1.25

3.82

10

31.4

3.140

0.318

6

120

1.5

3.82

10

42

4.200

0.238

7

120

1.75

3.82

10

44

4.400

0.227

1

120

0.25

5.92

10

9.6

0.960

1.042

2

120

0.75

5.92

10

29

2.900

0.345

3

120

1

5.92

10

39.8

3.980

0.251

4

120

1.25

5.92

10

46.4

4.640

0.216

5

120

1.5

5.92

5

25

5.000

0.200

6

120

1.75

5.92

5

29

5.800

0.172

1

120

0.25

10.82

10

16.8

1.680

0.595

2

120

0.5

10.82

5

15

3.000

0.333

3

120

0.75

10.82

5

22

4.400

0.227

4

120

1

10.82

5

29.8

5.960

0.168

5

120

1.25

10.82

5

39

7.800

0.128

6

120

1.5

10.82

5

42

8.400

0.119

7

120

1.75

10.82

5

49

9.800

0.102

2.Część teoretyczna.

W gazie znajduje się pewna liczba jonów i elektronów, powstających pod wpływem jonizującego działania ciał promieniotwórczych rozproszonych w przyrodzie oraz pod wpływem promieniowania kosmicznego.

Jeśli do bańki szklanej napełnionej razem szlachetnym do ciśnienia 102-103 Pa wtopi się dwie elektrody i dołączy do nich napięcie, którego wartość nie przekracza wartości progowej, gaz zachowuje się jak izolator. Prąd, który płynie w tych warunkach przez gaz ma znikome natężenie, praktycznie rzecz biorąc równe 0. Jeśli do elektrod dołączymy wystarczająco duże napięcie następuje jonizacja gazu przez elektrony, które na swej drodze swobodnej uzyskały energię w polu elektrycznym, dostateczną do jonizacji obojętnych atomów gazu.

Jony dodatnie przyspieszane w polu elektrycznym docierają do katody, uderzają w jej powierzchnię i wybijają elektrony. Elektrony te poruszają się w kierunku anody, uzyskują przy tym odpowiednio dużą energię kinetyczną i zderzają się z obojętnymi atomami gazu jonizując je. W ten sposób powstają nowe elektrony, które dążą do anody i nowe jony dodatnie.

Procesy opisane powyżej powstawanie lawiny jonów dodatnich i elektronów, które przenoszą ładunek elektryczny. Gaz przewodzi prąd, którego natężenie może być, duże gdyż opór ma wtedy małą wartość. Procesom jonizacji atomów gazu towarzyszy proce wzbudzenia atomów, które powoduje zjawisko jarzenia się gazu.

Na skute małej ruchliwości jonów dodatnich w porównaniu z elektronami, w przestrzeni sąsiadującej z katodą powstaje ładunek dodatni, który powoduje duży spadek potencjału w pobliżu katody tzw. spadek katodowy. W przypadku opisanego tu wyładowania jarzeniowego tylko część powierzchni katody pokryta jest świecącą plamką. Obszar ten zwiększa w zależności od przepływającego prądu dlatego też zmiany natężenia prądu nie wpływają na zmianę gęstości płynącego prądu; spadek katodowy jest stały i nazywa się-normalnym spadkiem katodowym.

Istotną cechą wyładowania jarzeniowego jest fakt że raz zostało on zapoczątkowane, to nie gaśnie mimo obniżenia napięcia zapłonu i trwa tak długo aż napięcie zostanie obniżone do napięcia gaśnięcia. Przyczyną tego zjawiska jest obecność wystarczającej liczby jonów do podtrzymania zjawiska.

W dowolnej chwili podczas ładowania kondensatora, różnica potencjałów Uc=q/C, gdzie q oznacza ładunek elektryczny zgromadzony na okładkach kondensatora a C-pojemność kondensatora. Spadek potencjału na oprze R równy jest UR=iR, gdzie i jest natężeniem prądu płynącego przez obwód w danej chwili. Wartość natężenia maleje w miarę ładowani się kondensatora i w końcu dąży do zera.

Ładunek dq=C dUR a Uc=q/C

Natomiast podczas rozładowywania

Rozpatrzmy procesy zachodzące w tym obwodzie. Po zamknięciu wyłącznika, kondensator ładuje się z baterii Z przez opór R. Napięci na okładkach kondensatora a tym samym na elektrodach lampy rośnie. W chwili gdy napięcie osiągnie wartość zapłonu UZ, lampa zapala się i jej opór maleje, więc kondensator rozładuje się przez nią. Przez lampę płynie prąd aż do chwili gdy napięcie na jej elektrodach spadnie do napięcia wartości gaśnięcia Ug. W tym momencie opór lampy wzrasta do nieskończoności i rozpoczyna się ładowanie kondensatora, ale teraz nie do napięcia zerowego lecz do napięcia Ug gdyż do takiego napięcia kondensator rozładował się.

3.Opis ćwiczenia.

Schemat wykonywanego ćwiczenia był taki sam jak w teorii. Pomiary polegały na zliczaniu ilości błysków neonówki w czasie mierzony na stoperze, przy zmienianej rezystancji i pojemności.

4.Opracowanie wyników pomiarów.



Wyszukiwarka