Przeprowadzone doświadczenie laboratoryjne miało na celu przedstawienie zjawiska drgań relaksacyjnych występujących w obwodzie elektrycznym RLC.

Drgania relaksacyjne to proces przejścia układu do stanu równowagi, z zastrzeżeniem, iż szybkość przebiegu procesu jest proporcjonalna do odchylenia parametru od stanu równowagi w danej chwili, to znaczy, że przy dużym wychyleniu spadek następuje gwałtownie.

Badany układ RLC składa się z zasilacza, szeregowo połączonych: kondensatora i rezystora, oraz neonówki wpiętej równolegle do kondensatora.

Neonówka pełni w tym układzie rolę klucza, ponieważ poniżej napięcia krytycznego U_z nie przewodzi prądu. Ważnym warunkiem jest aby rezystancja neonówki w stanie przewodzenia R_N była mniejsza od rezystancji szeregowej, co zapewnia większy prąd rozładowania na neonówce niż prąd ładowania kondensatora. Dzięki temu możemy zaobserwować występowanie drgań relaksacyjnych.

Mierząc napięcie zapłonu i gaśnięcia neonówki oraz zależność czasu okresu drgań w zależności od rezystancji będziemy mogli opisać charakter tych drgań.

Wyniki pomiarów:

W wyniku przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych otrzymano następujące wyniki pomiarów:

Badanie napięcia zapłonu i gaśnięcia neonówki:

Badanie zależności okresu drgań relaksacyjnych od rezystancji:

	320 [kΩ]	390 [kΩ]	470 [kΩ]	560 [kΩ]	680 [kΩ]	760 [kΩ]	835 [kΩ]
1 [μF]	13,38	16,54	19,75	25,09	29,03	33,85	34,97
	13,62	17,22	19,75	24,69	30,1	32,44	35,05
0,47[μF]	7,48	9,29	10,22	12,34	14,72	16,63	18,59
	7,5	9,19	10,38	12,37	14,75	16,82	18,41
3,2 [μF]	34,13	38,63	47,25	55,28	68,97	76,88	79,91
	33,53	38,91	47,28	55,4	68,87	76,88	83,78

Opracowanie wyników pomiarów:

Badanie napięcia zapłonu i gaśnięcia.

Uz [V]	Ug [V]
77,1	60,6
77	60,8
77,2	60,8
77,2	60,5
77,1	60,7
77	60,8
77	60,5
77	60,4
76,8	60,3
76,9	60,4
Wartość średnia
77,030	60,580
Błąd średni kwadratowy wartości średniej
0,040	0,060

Błąd systematyczny obliczamy ze wzoru
, co daje nam:

Błąd systematyczny jest dużo większy od błędu przypadkowego, dlatego uwzględniam tylko błąd systematyczny.

Daje to wyniki:

Zależność okresu drgań od wartości rezystancji i pojemności.

	320 [kΩ]	390 [kΩ]	470 [kΩ]	560 [kΩ]	680 [kΩ]	760 [kΩ]	835 [kΩ]
1 [μF]	13,38	16,54	19,75	25,09	29,03	33,85	34,97
	13,62	17,22	19,75	24,69	30,1	32,44	35,05
Średnia	13,5	16,88	19,75	24,89	29,57	33,15	35,01
Pojedynczy	0,675	0,844	0,9875	1,2445	1,4785	1,6575	1,7505
0,47[μF]	7,48	9,29	10,22	12,34	14,72	16,63	18,59
	7,5	9,19	10,38	12,37	14,75	16,82	18,41
Średnia	7,49	9,24	10,3	12,36	14,74	16,73	18,5
Pojedynczy	0,3745	0,462	0,515	0,618	0,737	0,8365	0,925
2,2 [μF]	34,13	38,63	47,25	55,28	68,97	76,88	79,91
	33,53	38,91	47,28	55,4	68,87	76,88	83,78
Średnia	33,83	38,77	47,27	55,34	68,92	76,88	81,85
Pojedynczy	1,6915	1,9385	2,3635	2,767	3,446	3,844	4,0925

Błędy pomiaru poszczególnych parametrów:

R [Ω]	R =5%·R[Ω]
320000	16000
390000	19500
470000	23500
560000	28000
680000	34000
760000	38000
835000	41750

Co daje błąd całkowity równy:

Wyniki obliczeń:

C=2,2[μF] R [kΩ]	Teksp [s]	Tobl [s]	Teksp [s]	Tobl [s]
320	1,6915	1,513254409	0,025	0,126286253
390	1,9385	1,844278811	0,025	0,153911371
470	2,3635	2,222592414	0,025	0,185482934
560	2,7670	2,648195216	0,025	0,221000943
680	3,4460	3,21566562	0,025	0,268358288
760	3,8440	3,593979222	0,025	0,299929851
835	4,0925	3,948648225	0,025	0,329528192

Wykres T=f(R) dla stałych wartości C.

Uz [V]	Ug [V]
77,1	60,6
77	60,8
77,2	60,8
77,2	60,5
77,1	60,7
77	60,8
77	60,5
77	60,4
76,8	60,3
76,9	60,4

---