Ćwiczenia nr 25 |
Drgania relaksacyjne |
Data 24-III-97 |
I Mechaniczny |
Dariusz Jajak |
|
Drgania relaksacyjne należą do ruchu drgającego. W ćwiczeniu zajmować będziemy się drganiami relaksacyjnymi w obwodzie elektrycznym, w którym wzrost i spadek napięcia zachodzi w sposób wykładniczy. Do tego celu posłuży nam kondensator, który będzie ładował się poprzez duży opór R i rozładowywał poprzez mały opór neonówki Rn. Po przyłożeniu do elektrod napięcia, którego wartość nie przekracza pewnego napięcia progowego zachowuje się ona jak izolator (prąd przez nią płynący jest praktycznie równy 0). Jednak po przekroczeniu pewnej wartości napięcia Uz, zwanej napięciem zapłonu następuje jonizowanie gazu, a co za tym idzie szereg następnych procesów, których wynikiem jest powstanie wyładowania jarzeniowego. Charakterystyczną cechą takiego wyładowania jarzeniowego jest to, że nie ustaje mimo obniżenia napięcia aż do chwili gdy nie przekroczy ono ograniczonej wartości- zwanej napięciem gaśnięcia Ug.
Ładowanie kondensatora odbywa się według zależności:
Czas potrzebny do osiągnięcia obliczamy z zależności
Czas potrzebny do osiągnięcia jest krótszy i wynosi
gdzie - napięcie na zaciskach źródła
Czas potrzebny na doładowanie kondensatora od napięcia (na którym zakończył się poprzedni cykl) do napięcia wynosi
Ponieważ czas rozładowania kondensatora poprzez neonówkę jest ze względu na jej opór(Rn<<R) dużo krótszy od czasu ładowania więc można przyjąć że okres drgań relaksujących takiego układu wynosi . Wykres takich drgań przedstawia rysunek. Jeżeli w zależności podstawimy
wówczas zapiszemy T=KRC
R[Ω] |
C[μF] |
czas 10 błysków [s] |
okres T [s] |
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|