Politechnika świętokrzyska
Laboratorium elektrotechnika
Ćwiczenie nr. 4
Zespół nr. 1
Data ćw. 05.11.2012

1. Wstęp teoretyczny:

Celem realizowanego ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem prostych układów elektrycznych znajdujacych się w stanie nieustalonym. Stan ustalony jest to stan w którym wszystkie prady i napiecia jak i energia zmieniaja się okresowo lub maja stałe wartosci. Stan nieustalony jest to stan przejściowy między dwoma ustalonymi stanami obwodu, spowodowany zmianą struktury lub parametrów obwodu. Stan nieustalony jest zwiazany z obecnościa w obwodzie elementów zachowawczych takich jak cewka lub kondensator. Warto przypomnieć ze elementy te maja zdolność do magazynowania energii, kondensator w polu elektrycznym a cewka w polu magnetycznym . Zmiany stanów nie mogą zachodzić skokowo ponieważ gdyby było to możliwe moc chwilowa elementu zachowawczego musiała by być nieskończenie wielka. Energia pobierana przez cewke jest proporcjonalna do płynacego przez nia prądu dlatego aby zachować ciagłość zmian energii musi być zachowana ciagłość przebiegu pradu. Analogicznie jest z kondensatorem lecz w odróżnieniu od cewki aby zapewnić ciagłość zmian energii musi być zachowana ciagłość przebiegu napiecia. W naszym ćwiczeniu rozpatrzymy dwa obwody elektryczne składajace się z rezystora i konensatora czyli prostego układu RC o w różnych kombinacjach wartości rezystancjii. Dla badanych obwodów wykreślimy charakterystyki ładowania oraz rozładowania kondensatora przez rezystor w funkcjii czasu oraz wykonamu niezbedne obliczenia.

1. Schematy pomiarowe:

• Schemat pomiarowy do badań obwodu z rezystorem 10M Ω i kondensatorem 10uF

• Schemat pomiarowy do badań obwodu z rezystorami

2x 5M Ω połączonymi równolegle i kondensatorem 10uF

1. Wykaz przyrządów pomiarowych:

-zasilacz

-woltomierz (V1

-woltomierz (V2)

-makieta do badań (dwa rezystory 10 M Ω + dwa kondensatory 10uF)

1. Tabele pomiarowe:

• Tabela pomiarowa nr 1

Ładowanie kondensatora
U=7V,C=10uF,R= 10M Ω, τ=10
POMIARY
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47

• Przykładowe obliczenia:

Ic=(E-Uc):R=$\frac{7 - 3,4}{10} = 0,36$

=1*10^-10

Uc=U*=7*10^-9

• 
  Tabela pomiarowa nr2

Rozładowanie kondensatora
U=7v,C=10uF,R= 10M Ω, τ=10
Lp.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44

• Przykładowe obliczenia:

Uc=U*=1,925*10^-9

Ic=-=$- \frac{{1,925}^{- 9}}{10}$= -2*10^-10

• 
  Tabela pomiarowa nr3

Ładowanie kondensatora
E=7V,C=10uF,R= 5M Ω, τ=5
Lp.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

• Przykładowe obliczenia:

=3*10^-14

Uc=U*=2*10^-13

Ic=(E-Uc):R=0,504

• Tabela pomiarowa nr4

Rozładowanie kondensatora
U=7V,C=10uF,R= 5MΩ, τ=5
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

• Przykładowe obliczenia

$e^{- (t:\tau)} = \frac{1}{e_{\ }^{\frac{t}{\tau}}} = \frac{1}{\sqrt[t]{e^{\tau}}}$=5*10^-15

Uc=U*e^{−(t : τ)}=

Ic=-=-6*10^-15

1. Charakterystyki i wykresy:

Załączone na papierze milimetrowym

1. Wnioski
   Dla prądu stałego kondensator stanowi przerwę w obwodzie elektrycznym. Kondensator ładuje i rozładowuje się szybciej jeżeli rezystancja R jest mniejsza. Pomiary rozładowania i ładowania kondensatora wykonywane były co 5 sekund. Układ działał poprawnie.