Ćwiczenie 65, Ćwiczenie 65


Ćwiczenie 65

Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą drgań relaksacyjnych

Przyrządy:

Zasilacz prądu stałego (300V/30mA), neonówka, kondensator dekadowy: C= 0÷10 μF, opornik dekadowy: R= 0÷10 MΩ (schemat połączeń tych elementów układu pomiarowego przedstawia rys.1), stoper dwa kondensatory o nieznanej pojemności C1, C2 i przewody.

0x08 graphic

Rys.1.

0x08 graphic

Rys.2.

Okres drgań relaksacyjnych T w obwodzie przedstawionym na rys.1 wyraża się wzorem:

0x01 graphic
(1)

gdzie: Uz - napięcie zapłonu neonówki

Ug - napięcie gaśnięcia neonówki

Oznaczając przez K logarytm ilorazu różnicy napięć: 0x01 graphic
oraz uwzględniając wpływ oporności neonówki w stanie zjonizowanym na relacje między czasem ładowania i rozładowania kondensatora równ.1 można zapisać ogólnie w postaci:

0x01 graphic
(2)

Stała czasowa t0 w równaniu (2) jest bliska zeru w przypadku gdy czas rozładowania (Tg na rys.2) kondensatora jest bardzo mały w porównaniu z czasem jego ładowania (Tz) tj. gdy oporność neonówki w stanie zjonizowanym jest bardzo mała. W przeciwnym razie następuje częściowe doładowywanie kondensatora w trakcie jego rozładowywania się poprzez neonówkę i okres drgań relaksacyjnych zwiększa się o pewną stałą wartość t0.

Równanie 2 jest liniową funkcją iloczynu RC, której współczynnik nachylenia jest równy stałej K, a wyraz wolny stalej czasowej t0. Wartości stałych K i t0 można wyznaczyć znajdując parametry prostej korelacji dopasowanej do wyznaczonego doświadczalnie wykresu funkcji T=f(RC). Prosta korelacji stanowić będzie jednocześnie prostą kalibracji układu pomiarowego dla wybranej wartości R.

Zastępując kondensator dekadowy w układzie pomiarowym (rys.1) kondensatorem o nieznanej pojemności Cx i dokonując pomiaru okresu drgań Tx, wartość iloczynu RCx odczytać można wprost z prostej kalibracyjnej lub pojemność Cx obliczyć można ze wzoru:

0x01 graphic
(3)

Przebieg ćwiczenia

  1. Połączyć układ pomiarowy wg. schematu przedstawionego na rys.1.

  1. Po sprawdzeniu układu przez prowadzącego włączyć zasilanie.

  1. Ustawić opornik dekadowy na wartość R= 5 MΩ

  1. Zmieniając wartości pojemności kondensatora dekadowego w zakresie 1÷10 μF (zmiana co 1 μF) zmierzyć czas tn dwudziestu drgań relaksacyjnych dla każdej wartości pojemności C.

  1. Dokonać pomiaru czasu tn dwudziestu drgań relaksacyjnych w sytuacji gdy kondensator dekadowy zostanie zastąpiony przez:

  1. kondensator C1

  2. kondensator C2

  3. kondensatory C1i C2 połączone szeregowo

  4. kondensatory C1i C2 połączone równolegle

  1. Obliczyc wartości iloczynów RC i okresów T drgań badanych w pkt.4 oraz wartości okresów T1, T2, Ts, Tr drgań badanych w pkt.5.

  1. Wyniki pomiarów czasów tn i okresów drgań zapisać w tab.1.

  1. Obliczyc parametry prostej regresji (a - współczynnik kierunkowy, b - wyraz wolny) na podstawie wartości y =T, x =RC.

  1. Wartości parametrów a i b wpisać do tab.1 jako wartości odpowiadającym im wielkościom fizycznym.

  1. Sporządzić wykres T=f(RC) i narysować na nim wyznaczoną prostą kalibracji oraz nanieść punkty odpowiadające wynikom pomiarów z pkt.5.

  1. Obliczyć wartości pojemności badanych kondensatorów C1 i C2 oraz wartośc pojemności szeregowego Cs i równoległego Cr połączenia tych kondensatorów ze wzoru (3).

  1. Obliczyć wartości pojemności zastępczej kondensatorów C1 i C2 połączonych szeregowo (Czs) i połączonych równolegle (Czr).

  1. Obliczyć względne różnice δ= |Cs-Czs|/Czs i δ= |Cr-Czr|/Czr wyrażone w procentach pomiędzy wartościami Cs i Czs oraz Cr i Czr.

  1. Wyniki obliczeń z pkt. 11÷13 zestawić w tab.2.

Tab.1.

C [μF]

1

2

...

10

C1

C2

Cs

Cr

RC [s]

tn [s]

T [s]

K=

To=

Tab.2.

C1 [μF]

C2 [μF]

Cs [μF]

Czs [μF]

δ [%]

Cr [μF]

Czr [μF]

δ [%]

Wymagania



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ćwiczenie nr 65, sprawozdania, Fizyka - Labolatoria, Ćwiczenie nr65
Antropologia Cwiczenia 01 id 65 Nieznany (2)
Ćwiczenie 65, Studia, 1 rok, od Magdy, FIZYKA, Fizyka, Labolatorium
65 b, studia, Budownctwo, Semestr II, fizyka, Fizyka laborki, Fizyka - Labolatoria, Ćwiczenie nr65b
Antropologia Cwiczenia 05 id 65 Nieznany (2)
Antropologia Cwiczenia 07 id 65 Nieznany (2)
Antropologia Cwiczenia 04 id 65 Nieznany (2)
Do cwiczenia 13 DL1 49 R 65
Ćwiczenie 65
3 ćwiczenia BADANIE asfaltów
Ćwiczenie7
Cwiczenia 2
Ćwiczenia V
metody redukcji odpadów miejskich ćwiczenia

więcej podobnych podstron