123243

r

Rys.2. Układ do badań procesu rozładowania kondensatora. Po naciśnięciu klucza K następuje bardzo szybko proces naładowania kondensatora ze źródła prądu stałego o sile elektromotorycznej Ea Po otwarciu klucza K następuje proces rozładowania kondensatora przez opornik o oporze R Mierzone jest natężenie prądu rozładowania mikroamperomierzem i napięcie kondensatora woltomierzem.

II.    Wykonanie pomiarów

1.    Połączyć obwód zgodnie ze schematem na rysunku 2. Wybrać jeden z oporników R,-R,.

2.    Ustawić zakres pomiarowy woltomierza na 100 V i napięcie zasilania około 20 V .

3.    Włączyć pizyrządy pomiarowe: woltomierz, mikroamperomierz oraz zasilacz.

4.    Nacisnąć klucz K. Nastąpi naładowanie kondensatora. Zmierzyć i zanotować napięcie kondensatora U₀ oraz

natężenie prądu wskazywanego pizez mikroamperomierz

5.    Puścić klucz K włączając jednocześnie stoper. Zmierzyć napięcie kondensatora po 5, 10..... 50 sekundach

rozładowania.

6.    Nacisnąć klucz K. Nastąpi ponowne naładowanie kondensatora. Wyłączyć i wyzerować stoper.

7.    Puścić klucz K włączając jednocześnie stoper. Zmieizyć natężenie prądu rozładowania kondensatora po 5, 10,

15,50 sekundach rozładowania.

8.    Wyłączyć zasilacz, a następnie wyłączyć woltomierz i mikroamperomietz.

Szczegółowy sposób wykonania punktów 2, 5 i 7 ustalić z prowadzącym zadanie.

Powtórzyć pomiary dla innego opornika.

III.    Opracowanie wyników

1.    Sporządzić wykresy zależności napięcia kondensatora i natężenia prądu rozładowania od czasu rozładowania.

2.    Sporządzić wykresy zależności logarytmu napięcia i logarytmu natężenia prądu od czasu rozładowania. Wyznaczyć

metodą najmniejszych kwadratów współczynniki a i b oraz ich odchylenia standardowe dla zależności logarytmu napięcia i logaiytmu natężenia prądu od czasu:

Ln(U) = a_v • f + b_L,    Ln\l) = a, t + b,    ^

3.    Narysować wyznaczone linie na wykresach.

Z porównania wzorów (3) i (7) wynika, że

=exp(°u) _f    /₀=exp(a,)_t    A; ⁼~^au _f    A, = -o,    ^

4.    Znając au, a,, bu, b, i ich odchylenia standardowe wyznacz korzystając ze wzorów (13) wartości U o, Io, Au i A/ oraz

ich odchylenia standardowe.

5.    Korzystając ze wzorów (7)-( 10) oblicz wartości i odchylenia standardowe czasu relaksacji, ładunku kondensatora po

naładowaniu, pojemności i oporu obwodu.

6.    Przeanalizuj otrzymane wyniki. Jaki wpływ mógł mieć prąd woltomierza ?

IV.    Pytania kontrolne

1.    Co to jest kondensator?

2.    Jak definiujemy pojemność elektryczną kondensatora?

3.    Jaka jest relacja pomiędzy wartością chwilową prądu ładowania (rozładowania) kondensatora a ładunkiem

kondensatora?

4.    He wynosi iloczyn lft*lF ?

5.    Naszkicuj zależność napięcia kondensatora od czasu ładowania (rozładowania).

6.    Naszkicuj zależność natężeiua prądu od czasu ładowania (rozładowania).

7.    Jak zmienią się te zależności przy zmianie wartości oporu obwodu?

8.    Jaki jest kierunek przepływu prądu elektrycznego w obwodzie (rys.2) po zamknięciu klucza K, po otwarciu klucza K

?

9.    Wyprowadź wzoiy (4)-{6)