I rok INFORMATYKA		95.05.05
Nr 20	Temat : Drgania relaksacyjne .

1. Opis ćwiczenia.

W ćwiczeniu badano drgania relaksacyjne w obwodzie elektrycznym .

Schemat układu do badania drgań relaksacyjnych przedsawia poniższy rysu-

nek :

Kondensator C ładuje się poprzez duży opór R i następnie rozładowuje

poprzez mały opór neonówki . Neonówka spełnia rolę elementu regulującego

czas ładowania i rozładowania kondensatora , do pewnej wartości napięcia

na jej elektrodach zachowuje się ona jak izolator . Po przekroczeniu tego na-

pięcia , zwanego napięciem zapłonu , następuje wyładowanie lawinowe , któ-

re nie ustaje aż do chwili , gdy napięcie na zaciskach neonówki spadnie poni-

żej tzw. napięcia gaśnięcia . Wowczas neonówka pszestaje przewozić i kon-

densator zaczyna ładować się ponownie .

2. Przebieg ćwiczenia.

Połączono układ jak wyżej i mierzono czas 10 błysków neonówki dla kilku różnych wartości pojemności C przy stałym oporze R . Pomiary powtórzono kilkakrotnie dla różnych wartości parametru R .

3. Tabele pomiarów .

Pojemność C [μF]	Czas 10 błysków [s]	Okres T [s]	K
R = 2,05 [MΩ]
0,52	4,0	0,4	0,38
0,7	6,0	0,6	0,42
0,9	7,5	0,75	0,41
1,1	9,0	0,9	0,4
1,3	10,5	1,05	0,39
1,5	12,0	0,12	0,39
CX	3,4	0,34	_
CY	4,7	0,47	_
CZ	3,6	0,36	_
R = 3,2 [MΩ]
0,52	6,0	0,6	0,36
0,7	8,0	0,8	0,36
0,9	11,0	1,1	0,38
1,1	14,0	1,4	0,4
1,3	17,0	1,7	0,41
1,5	19,0	1,9	0,4
CX	5,3	0,53	_
CY	7,4	0,74	_
CZ	5,6	0,56	_
R = 4,27 [MΩ]
0,52	9,0	0,9	0,41
0,7	12,0	1,2	0,4
0,9	15,0	1,5	0,39
1,1	18,0	1,8	0,38
1,3	21,0	2,1	0,38
1,5	26,0	2,6	0,41
CX	6,9	0,69	_
CY	9,3	0,93	_
CZ	7,3	0,73	_
R = 5,03 [MΩ]
0,52	11,0	1,1	0,42
0,7	14,0	1,4	0,4
0,9	18,0	1,8	0,4
1,1	21,0	2,1	0,38
1,3	26,0	2,6	0,4
1,5	28,0	2,8	0,37
CX	8,1	0,81	_
CY	11,0	1,1	_
CZ	8,5	0,85	_
R = 6,0 [MΩ]
0,52	12,0	1,2	0,38
0,7	17,0	1,7	0,4
0,9	21,5	2,15	0,4
1,1	25,5	2,55	0,39
1,3	31,0	3,1	0,4
1,5	34,0	3,4	0,38
CX	9,8	0,98	_
CY	13,6	1,36	_
CZ	10,2	1,02	_

K_śr = 0,39 ΔK_śr = 0,014 - średni błąd kwadratowy współczynnika K

4.Błędy i obliczenia.

Nieznane pojemności liczymy z poniższego wzoru , uwzględniając przy tym błąd pomiaru , który obliczono metodą pochodnej logarytmicznej :

gdzie : ΔT = 0,1 s ΔC/C = 5 % ΔR/R = 5 %

Nieznana	Wartość	R [MΩ]
pojemność	z	2,05	3,2	4,27	5,03	6,0
CX	wykresu	0,4	0,48	0,4	0,38	0,4
[μF]	obliczeń	0,43 ± 0,049	0,42 ± 0,044	0,41 ± 0,041	0,41 ± 0,041	0,42 ± 0,040
CY	wykresu	0,57	0,65	0,56	0,52	0,57
[μF]	obliczeń	0,59 ± 0,063	0,59 ± 0,059	0,56 ± 0,056	0,56 ± 0,053	0,58 ± 0,054
CZ	wykresu	0,44	0,5	0,44	0,39	0,43
[μF]	obliczeń	0,45 ± 0,051	0,45 ± 0,047	0,44 ± 0,044	0,43 ± 0,042	0,44 ± 0,042

5.Wnioski z ćwiczenia.

Różnica pomiędzy wartościami odczytanymi z wykresu a uzyskanymi z obliczeń jest niewielka ( mieści się w granicach błędu ) . Jedynie wyniki uzyskane przy R = 3,2 MΩ nie mieszczą się w granicach błędu , co może świadczyć o błędnym przyjęciu wartości oporu lub błędnej aproksymacji krzywej .

Pomijając wyniki dla oporu R = 3,2 MΩ obliczono średnie wartości poszukiwanych pojemności , odpowiednio z wykresu / obliczeń :

C_X = 0,40 / 0,42 μF

C_Y = 0,56 / 0,57 μF

C_Z = 0,42 / 0,44 μF

6.Charakterystyka.

---