LABORATORIUM Z FIZYKI
Marek	TEMAT:	27.02.97
KMIECIK	Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania	OCENA

Wstęp:

Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania stosowana jest do pomiaru pojemności kondensatorów elektrolitycznych. Wykorzystuje się tu zależność że napięcie na kondensatorze jak też natężenie prądu rozładowania maleje w czasie jego rozładowywania według krzywej wykładniczej. Ubytek ładunku kondensatora określa zależność:

-dQ=Jdt J- prąd rozładowania dt- czas rozładowania

Schemat układu pomiarowego

W powyższym układzie napięcie U_O służy do ładowania kondensatora a napięcie 350V do zasilania triody. Rezystor R₁ zabezpiecza układ przed chwilowym zwarciem w momencie załączenia klucza K. Rezystor R₂ rozładowuje kondensator. Neonówka wskazuje przepływ prądu przez triodę.

Dane pomiarowe:

C[uF]	t[s]	t[s]	t[s]	t[s]	tśredni[s]
0,1	2,6	2,4	2,4	2,4	2,45
0,2	5,0	4,8	4,8	5,0	4,9
0,3	7,2	7,0	7,2	7,0	7,1
0,4	9,6	9,4	9,6	9,8	9,6
0,5	11,6	11,8	12,0	11,8	11,8
0,6	14,0	13,8	13,8	14,0	13,9
0,7	16,2	16,2	16,0	16,0	16,1
0,8	18,2	18,4	18,6	18,2	18,35
0,9	20,8	20,6	20,8	21,8	21,0
1,0	23,0	22,8	23,0	23,0	22,95
1,1	25,4	25,2	25,2	25,2	25,25
1,2	27,4	27,4	27,6	27,2	27,4
X	28,4	28,8	28,4	29,2	28,7
Y	12,8	12,6	12,8	12,6	12,7
Z	18,8	21,2	21,4	19,4	20,2

Obliczenia pojemności kondensatorów o nieznanych pojemnościach.

Dla pojemności C_O=0.8μF czas średni rozładowania wynosi t_O=18,4s

Wartość wyznaczanej pojemności obliczamy ze wzoru:

Wartości wyznaczanych pojemności odczytane z wykresu:

C_X=1,25 μF

C_Y=0,55 μF

C_Z=0,88 μF

Błąd względny obliczamy za pomocą metody pochodnej logarytmicznej:

Błąd względny:

ΔC_O=0.8μF 0.05=0.04μF

Δt_X=0.4s

Δt_O=0.4s

Dla pojemności C_X wartość błędu względnego wynosi:

a wartość błędu bezwzględnego wynosi

ΔC_X=δ(Δ)C_X=0.09 =0.1μF

Dla pojemności C_Y wartość błędu względnego wynosi:

a wartość błędu bezwzględnego wynosi

ΔC_Y=δ(Δ)C_Y=0.1 =0.06μF

Dla pojemności C_Z wartość błędu względnego wynosi:

a wartość błędu bezwzględnego wynosi

ΔC_Z=δ(Δ)C_Z=0.09 =0.08μF

Wnioski i uwagi końcowe.

Podczas pomiarów dokonaliśmy badania czasu rozładowania kondensatorów, metoda ta charakteryzuje się małą dokładnością której przyczyną są:

• rozrzut parametrów kondensatorów,

• błąd pomiaru czasu związany z opóźnionym czasem reakcji,

• upływność kondensatorów.

Wykres przebiega wzorcowo, prawie przez wszystkie punkty pomiarowe, mieszcząc się oczywiście w granicy błędu. Chcąc zwiększyć dokładność pomiarów trzeba wyeliminować w/w błędy.

---