Laboratorium Podstaw Elektroniki Wydział Elektrotechniki Automatyki i Informatyki Politechnika Świętokrzyska
Studia: Stacjonarne I stopnia
Data wykonania: 23.10.2014
Ocena
Numer ćwiczenia:
4

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest obserwacja napięcia na kondensatorze w szeregowym dwójniku RC w funkcji czasu.

1. Schemat

Schemat układu pomiarowego:

V₁-woltomierz magnetoelektryczny

V₂-woltomierz lampowy

1. Tabela:

1. Przykładowe obliczenia:

Stała czasowa τ = C*R

• dla R= 10MΩ

• dla R= 5MΩ

Wartości czynnika

• dla t=10s i τ=100s

• dla t=10s i τ=50s

Obliczenia dla pomiarów podczas ładowania kondensatora

Wartości prądu i_c

• dla R= 10MΩ

• dla R= 5MΩ

Wartości napięcia teoretycznego na kondensatorze u_c1

• dla R= 10MΩ

• dla R= 5MΩ

Wartości prądu ładowania teoretycznego kondensatora i_c1

• dla R= 10MΩ

• dla R= 5MΩ

Obliczenia dla pomiarów podczas rozładowywania kondensatora

Wartości prądu i_c

• dla R= 10MΩ

• dla R= 5MΩ

Wartości napięcia teoretycznego na kondensatorze u_c1

• dla R= 10MΩ

• dla R= 5MΩ

Wartości prądu teoretycznego ładowania kondensatora i_c1

• dla R= 10MΩ

• dla R= 5MΩ

1. Wykresy:

• dla R= 10MΩ i τ=100s

• dla R= 5MΩ i τ=50s

8. Wnioski

Dzisiejsze ćwiczenie miało na celu pokazać nam jak zachowuje się napięcie na kondensatorze w szeregowym dwójniku RC w funkcji czasu. Nasze obserwacje napięcia prowadzone były po zasileniu naszego obwodu napięciem stałym 3V.

1.Teoretyczne napięcie na kondensatorze powinno mieć taką samą wartość, co napięcie zasilające dwójnik. Przy spisywaniu wyników pomiarów okazało się, że napięcie na kondensatorze jest mniejsze od zasilającego.

Powodem tego zjawiska jest spadek napięcia UR, który występuje po naładowaniu kondensatora. Owy spadek napięcia może również być spowodowany choćby prądem, który płynie przez woltomierz.

2.Czas, kiedy obwód znajduje się w stanie nieustalonym inaczej czas ładowania kondensatora i jego rozładowania zależy od stałej czasowej obwodu Tao. Stała Tao określa wzór: τ=R*C. Wniosek z tego taki, że im większa wartość rezystancji, oraz pojemność kondensatora tym dłużej będzie trwał stan nieustalony w obwodzie.

3. Na podstawie otrzymanych pomiarów wykreśliliśmy zależności uc=f(t) i ic=f(t) podczas ładowania kondensatora oraz podczas jego rozładowania.

Łatwo można zauważyć, że kondensator przy obciążeniu 5MΩ ulega szybszemu ładowaniu oraz rozładowaniu niż gdyby ten sam kondensator został podłączony do obciążenia 10MΩ.