ŁADOWANIE I ROZŁADOWANIE KONDENSATORA

I Pracownia fizyczna U. O.
ćwiczenie nr
17-E (elektryczność)
ŁADOWANIE I ROZŁADOWANIE KONDENSATORA
(WERSJA SKRÓCONA)
I.
1.
2.
3.
Zagadnienia:
Ładowanie i rozładowanie kondensatora. Stała czasowa obwodu.
Szeregowe i równoległe łączenie kondensatorów.
Znajomość stosowanej metody wyznaczania pojemności kondensatorów.
II.
1.
2.
3.
Literatura:
Podręczniki kursowe.
A. Zawadzki, H. Hofmokl, Laboratorium fizyczne.
H. Szydłowski, Pracownia fizyczna.
III. Wykonanie ćwiczenia:
R
K1
K
V
C
µA
V
schemat nr 1
R
µA
K2
C
schemat nr 2
A. Rozładowanie kondensatora
1. Zestawić obwód według schematu nr 1.
2. Zamknąć klucz K i odczytać wartości natężenia prądu I0 i napięcia U0.
3. Jednocześnie otworzyć wyłącznik K i uruchomić sekundomierz. Mierzyć wartości
natężenia prądu I w odstępach 10 sekundowych.
4. Powyższe czynności wykonać dla kondensatora o pojemności 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. Zamknąć klucz K1 i K2, odczytać wartości natężenia prądu I0 i napięcia U0. Otworzyć
klucz K1 i K2.
3. Jednocześnie zamknąć klucz K1 i uruchomić sekundomierz. Zapisywać wartości natężenia
prądu I w odstępach 10 sekundowych.
4. Czynności 2 i 3 wykonać dla tego samego kondensatora i oporu, jak w punkcie A4.
–1–
I Pracownia fizyczna U. O.
IV.
ćwiczenie nr
17-E (elektryczność)
Opracowanie wyników pomiarów
1. Sporządzić wykresy zależności : Iład = f(t) oraz Irozł = f(t). Odczytać z wykresów wartość
natężenia prądu I =
I0
(e =2,7183 – podstawa logarytmu naturalnego) i odpowiadający jej
e
czas τ.
2. Wiedząc, że τ = RC, wyliczyć pojemność kondensatora z zależności : C =
τ I0τ
=
.
R U0
3. Porównać uzyskane wartości C z pojemnością kondensatorów użytych w układzie.
4. Oszacować niepewności pomiarów.
5. Przedyskutować uzyskane wyniki.
–2–
I Pracownia fizyczna U. O.
ćwiczenie nr
17-E (elektryczność)
Imię i Nazwisko: .....................................
Rok i Kierunek:.......................................
ŁADOWANIE I ROZŁADOWANIE KONDENSATORA
Tabela 1. Wyniki pomiarów.
Rozładowanie kondensatora
C=
t [s]
Ładowanie kondensatora
R=
I
[µA ]
I0
[µA ]
U0
[V]
C=
τ
t [s]
[s]
–3–
I
[µA ]
R=
I0
[µA ]
U0
[V]
τ
[s]
I Pracownia fizyczna U. O.
ćwiczenie nr
17-E (elektryczność)
Obliczanie pojemności kondensatora.
Przykładowe obliczenia:
C=
I 0τ
=
U0
[
]
Tabela 2. Wyniki końcowe.
C (rozładowanie)
[
]
C (ładowanie)
[
]
Wnioski
–4–
C (średnie)
C (podane)
[
[
]
]