PARAMETRY ELEKTRYCZNE SKÓRY.
A. Przebieg doświadczenia:
1. Narysuj model elektryczny skóry, wyprowadź z modelu podłączenie do generatora i oscyloskopu.
Opisz poszczególne elementy rysunku. Zauważ, że nie jest to przerysowanie niżej narysowanego schematu!!!.
2. Sprawdź czy układ jest połączony wg schematu. Elektrody podłączyć dopiero po odczytaniu napięcia podawanego z generatora (Ug) - nie może ono przekraczać 2 V.
~10cm
CH2
RZ
GENERATOR
OSCYLOSKOP
CH1
3. Włącz generator i oscyloskop. Ustaw na generatorze sygnał prostokątny. W celu zmierzenia napięcia sygnału z generatora dźwignie: „Vert mode” i „Source” ustaw na CH1 oraz dźwignię
„Coupling” na „Norm”. Dźwignie w obszarze CH1 i CH2 ustawione na DC. Na ekranie oscyloskopu pojawią się dwie poziome linie. Używając pokrętło „Position” w części CH1 ustaw linie tak, aby wygodnie odczytywało się odległość między tymi liniami. Na podstawie tej odległości oraz wartości napięcia przypadającego na każdy centymetr podziałki na oscyloskopie (pokrętło „Volts” na CH1) odczytaj napięcie U . W razie potrzeby za pomocą pokrętła amplitudy g
na generatorze zmień napięcie tak, aby nie przekraczało 2 V.
4. Dźwignię „Vert mode” oraz dźwignię „Source” ustaw na CH2. Umocuj elektrody na wewnętrznej stronie przedramienia w odstępie około 10 cm. Pokrętło „Sweep time” ustaw na 10 ms – na ekranie powinny pojawić się krzywe zaniku napięcia. Przestaw przełącznik z pola CH2 na pozycję GND a dźwignię „Coupling” na „Auto”- widoczna linię zerową ustaw pokrętłem „Position” dolnej linii podziałki oscyloskopu. Wróć do poprzednich ustawień tj. DC oraz „Norm”. Jeśli przy tych ustawieniach krzywa spadku napięcia nie jest widoczna – można delikatnie wyregulować
oscyloskop używając pokrętła „Trig level” lub zmienić wartość oporu zewnętrznego przestawiając przełącznik opornika Rz w lewo (RL = 183 Ω) lub w prawo (RP = 388 Ω). Optymalne wartości dla znalezienia krzywej spadku napięcia to 0,2 V na pokrętle „Volts” na CH2 oraz 0,1 ms na pokrętle
„Sweep time”. Po uzyskaniu obrazu krzywej pokrętłem „Position” w obszarze „Horizontal” ustawić początek krzywej na osi położonej na lewej skrajnej linii podziałki oscyloskopu.
5. Odczytaj z krzywej 10 punktów (x = t, y = Uz) wpisując ich położenie w centymetrach, a następnie przeliczając centymetry na rzeczywiste wartości napięcia i czasu (V/cm oraz t/cm odczytaj odpowiednio ze wskazań na pokrętłach obszaru CH2). Wpisz na kontrolkę wartość oporu Rz.
B. Opracowanie wyników:
1. Wykonaj obliczenia ln (U −
z Ut→∞).
2. Nanieś na układ współrzędnych punkty odpowiadające wynikom pomiarów: a) U = f (t)
b) ln (U−Ut→∞) = f (t)
3. Wyznacz stałą czasową T przekształcając wzór opisujący zależność spadku napięcia od czasu:
t
− T
U = U
+ U ⋅ e
t →∞
0
W tym celu:
• przekształć zależność wykładniczą do postaci liniowej (logarytmowanie); zapisz na karcie kontrolnej interpretację odpowiadających sobie wielkości.
• podejdź do komputera i posługując się programem Microsoft Excel wyznacz prostą spełniającą postulat Gaussa dla zmierzonej zależności ln(U−Ut→∞) = f (t)
• współczynniki a i b obliczonej prostej wpisz na kartę kontrolną
• narysuj między punktami naniesionymi na układ współrzędnych obliczoną prostą: oblicz współrzędne dwóch punktów (x1,y1), (x2,y2) i poprowadź przez nie linię prostą
• znając wartość współczynnika a wyznacz stałą czasową T.
4. Wyznacz oporność skóry RS , gdzie:
( R + R
⋅ I = U
S
Z )
g
U →
t
I
∞
=
RZ