Temat: Wyznaczanie pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania.

1. Opis ćwiczenia .

W pomiarach pojemności kondensatorów powszechnie stosuje się różnego rodzaju mostki prądu zmiennego . Istnieją jednak pewne typy kondensatorów których polarność nie pozwala na włączenie w obwód mostka prądu zmiennego. Pojemność tego typu kondensatorów wyznacza się innymi metodami.

Jedna z nich polega na pomiarze czasu rozładowania kondensatora .

2. Schemat układu pomiarowego i przebieg ćwiczenia.

Schemat układu służącego do wyznaczania pojemności kondensatorów metodą czasu rozładowania ukazany jest na rysunku 1.1.

Rysunek.1.1.Schemat układu do pomiaru czasu rozładowania kondensatorów .

Źródłem napięć ( 45 V do ładowania kondensatora i 350 V do zasilania lamp ) jest prostownik lampowy . Przy zamknięciu klucza K , kondensator C zostaje naładowany do napięcia 45 V . Ujemnie naładowana okładka kondensatora jest połączona z siatką triody , co powoduje że lampa nie przewodzi prądu elektrycznego . Opornik R1 zabezpiecza prostownik przed zniszczeniem wskutek ewentualnego poboru zbyt dużej mocy podczas ładowania kondensatora . Po otwarciu klucza K , kondensator C rozładowuje się przez opornik R2 .Kiedy napięcie na kondensatorze obniży się na tyle , że trioda zacznie przewodzić prąd - zaświeci się neonówka . Czas , który upłynie od chwili otwarcia klucza K do zapalenia neonówki - jest to czas rozładowania kondensatora C od napięcia 45V do wartości , przy której następuje odblokowanie triody zastosowanej w układzie pomiarowym .

Jeżeli zmierzymy czas rozładowania To kondensatora o znanej pojemności Co , a następnie , nie zmieniając parametrów układu , zmierzymy czas rozładowania kondensatora o nieznanej pojemności Cx , to możemy obliczyć szukaną pojemność kondensatora Cx .

3. Tabela pomiarowa

Pojemność C [uF]	Czas rozładowania t [s] Czas1 Czas2 Średni czas			Błąd bezwzględny [uF]
0,1	1,6	1,4	1,5	0,005
0,2	3,2	3,2	3,2	0,01
0,3	4,6	4,4	4,6	0,015
0,4	6	5,8	6	0,02
0,5	7,7	7,3	7,5	0,025
0,6	8,6	8,4	8,6	0,03
0,7	9,6	9,6	9,6	0,035
0,8	11,2	11,4	11,6	0,04
0,9	13,2	12,8	13	0,045
1	15,4	15	15,2	0,05
1,1	15,8	15,8	15,8	0,055
1,2	16	16,4	16,2	0,06
X	10,8	10,6	10,8	0,1
Y	4,8	4,8	4,8	0,06
Z	13,7	13,6	13,8	0,11

4. Wyznaczam pojemność nieznanych kondensatorów X,Y,Z z zależności :

gdzie :

pojemność nieznanego kondensatora

pojemność kondensatora równa = 1 F

czas rozładowania kondensatora równy = 15,2 [ s ]

czas rozładowania nieznanego kondensatora

5. Błąd wyznaczenia pojemności nieznanych kondensatorów obliczam metodą różniczki zupełnej .

6. Charakterystyka

7. Wnioski końcowe

W ćwiczeniu wyznaczyliśmy pojemność nieznanych kondensatorów X,Y,Z metodą pomiaru czasu rozładowania . Wyniki zostały otrzymane z obliczeń oraz z charakterystyki czasu rozładowania kondensatora od jego pojemności . Z wykresu widać , że charakterystyka ta ma charakter liniowy . Po wyznaczeniu nieznanych pojemności z wykresu można zaobserwować iż są one bardzo zbliżone do wartości otrzymanych ze wzorów a już z pewności mieszczą się w granicach dopuszczalnego błędu.

---