74 (73)

74 Stanisław Szuba

mie, np. w Excelu. W praktyce liniowość może nie być spełniona w całym zakresie; wówczas stwierdzamy, że ładowanie kondensatora jest procesem ściśle wykładniczym tylko w określonym zakresie. Z równania (10.4) wynika również, że współczynnik nachylenia prostej na wykresie wynosi -l/(RC], czyli jest odwrotnością stałej czasowej r. Wartość współczynnika nachylenia prostej a znajdujemy metodą regresji liniowej i na jej podstawie obliczamy stałą czasową r = —a.

Wyniki uzyskane w punktach 1 i 2 uzupełniamy przez dodanie w każdym przypadku wielkości brakującej do pary: T1/2, r.

Wartość oporu w obwodzie ładowania jest znana dokładnie, więc ze znajomości stałej czasowej obliczamy pojemność kondensatora C.

Ładunek kondensatora obliczmy dwiema metodami:

1)    na podstawie definicji pojemności ze wzoru (10.1),

2)    z powierzchni pod wykresem I(t).

Z definicji natężenia prądu wynika, że w czasie dt przez przekrój przewodnika przepływa ładunek I dt. W dłuższym przedziale czasowym ładunek wyraża równanie:

(10.14)

Całka prądu jest właśnie powierzchnią pod wykresem prądu. W celu znalezienia tej powierzchni stosujemy opcję programu Statystyka, którą wybieramy z okna wykresu. Z kolei wybieramy Całkowanie i zaznaczamy na wykresie cały obszar ładowania lub rozładowania. Obliczone wartości z wykresów ładowania i rozładowania uśredniamy i porównujemy wynik z wartością otrzymaną metodą 1.

Przebieg ćwiczenia

1.    Połączyć układ pomiarowy według schematu na rysunku 10.3.

2.    Uruchomić program obsługi pomiaru.

3.    Otworzyć plik konfiguracyjny, a w razie jego braku przeprowadzić konfigurację programu. Sprawdzić, czy zdefiniowane obliczenia w kalkulatorze programu zawierają aktualne dane (wartości oporów); w razie potrzeby wprowadzić odpowiednie wartości.

4.    Jako źródło danych do wykresów i tabel wybrać Prąd i Napięcie (nie kanał A i kanał B).

5.    Wykonać wstępny pomiar prądu ładowania i rozładowania. Ocenić wizualnie, czy krzywe na wykresach Prąd i Napięcie są zbliżone do krzywych teoretycznych. Jeżeli tak, przeprowadzić właściwy pomiar i zapisać dane w pamięci.