I Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 17(elektryczność) ŁADOWANIE I

I Pracownia fizyczna
ć
wiczenie nr 17 (elektrycznoś ć)
ŁADOWANIE I ROZŁADOWANIE KONDENSATORA
Zagadnienia:
1. Ładowanie i rozładowanie kondensatora. Stała czasowa obwodu.
2. Szeregowe i równoległe łączenie kondensatorów.
3. Znajomoś ć stosowanej metody wyznaczania pojemnoś ci kondensatorów.
Literatura:
1. Podręczniki kursowe.
2. A. Zawadzki, H. Hofmokl, Laboratorium fizyczne.
3. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna.
Wykonanie ćwiczenia:
A. Rozładowanie kondensatora.
1. Zestawić obwód według schematu nr 1
K
V
K1
R
µA
µA
R
C
V
schemat nr 1
K2
schemat nr 2
2. Zamkną ć klucz K i odczytać wartoś ci natęż enia prą du I0 i napięcia U0.
3. Jednocześ nie otworzyć wyłą cznik K i uruchomić sekundomierz. Mierzyć wartoś ci
natęż enia prą du I w odstępach 10 sekundowych.
4. Czynnoś ci 2, 3 wykonać dla 3 – 4 kondensatorów o pojemnoś ci z przedziału
20 – 100 µF i R = 1,2 MΩ lub R = 2,2 MΩ.
B. Ładowanie kondensatora.
1. Zestawić obwód według schematu nr 2.
2. Zamkną ć klucz K1 i K2, odczytać wartoś ci natęż enia prą du I0 i napięcia U0. Otworzyć
klucz K1 i K2.
3. Jednocześ nie zamkną ć klucz K1 i uruchomić sekundomierz. Zapisywać wartoś ci natęż enia
prą du I w odstępach 10 sekundowych.
4. Czynnoś ci 2 i 3 wykonać dla tych samych kondensatorów i oporów jak w punkcie A4.
C. Opracowanie wyników.
1. Sporzą dzić wykresy zależ noś ci : Iład = f(t) oraz Irozł = f(t). Odczytać wartoś
I
prą du I = 0 i odpowiadają cy jej czas τ = RC
e
–1–
ć
natęż enia
I Pracownia fizyczna
ć
2. Wyliczyć pojemnoś ci kondensatorów z zależ noś ci : C =
3. Sporzą dzić wykresy zależ noś ci ln
wiczenie nr 17 (elektrycznoś ć)
τ I0τ
=
R U0
I0
= f ( t ) osobno dla ładowania i rozładowania
I
kondensatora. Na podstawie danych do wykresów, metoda regresji (najmniejszych
kwadratów) wyznaczyć
α=
1
RC
i stą d
τ=
1
α
4. Porównać uzyskane wartoś ci τ obliczone bezpoś rednio z zależ noś ci τ = RC
z wartoś ciami uzyskanymi w punktach C1 i C3
5. Tablice pomiarów:
Rozładowanie kondensatora.
t [s]
C1 =
I
[µA ]
I0
[µA ]
C2 =
U0
[V]
I
[µA ]
I0
[µA ]
C3 =
I
U0
[ V ] [µA ]
I0
[µA ]
C4 =
U0
[V]
I
[µA ]
I0
[µA ]
U0
[V]
Ładowanie kondensatora
C1 =
t [s]
I
[µA ]
I0
[µA ]
C2 =
U0
[V]
I
[µA ]
I0
[µA ]
–2–
C3 =
I
U0
[ V ] [µA ]
I0
[µA ]
C4 =
U0
[V]
I
[µA ]
I0
[µA ]
U0
[V]