ĆWICZENIE 65 ROZŁADOWANIE KONDENSATORA Kondensator

ĆWICZENIE 65
ROZŁADOWANIE KONDENSATORA
Kondensator jest elementem obwodów elektrycznych charakteryzującym się pojemnością:
C = Q/U,
gdzie Q jest ładunkiem zgromadzonym na kondensatorze a U napięciem na nim.
Odłączenie źródła napięcia prowadzi do rozładowania kondensatora. Prąd rozładowania wynosi:
i = dQ/dt .
Jeżeli kondensator jest rozładowywany przez opór R to zgodnie z prawem Ohma:
i = U/R.
Z powyższych zależności wynika równanie różniczkowe:
dU/dt = - U/ RC ,
z rozwiązaniem - napięcie na kondensatorze podczas rozładowania maleje wykładniczo:
U = Uo exp {-t/τ} .
gdzie τ = RC jest stałą rozładowania.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej rozładowania i oszacowanie pojemności kondensatorów.
W ćwiczeniu stosuje się komputerowy zapis napięcia podczas rozładowania Obwód pomiarowy
składa się z połączonych równolegle; zasilacza, kondensatora, woltomierza i rezystora
regulowanego. Wartość rezystancji i napięcia zasilania podaje prowadzący.
Zadania pomiarowe:
1. Sprawdzić połączenia obwodu pomiarowego.
2. Uruchomić program MScope i ustawić parametry: Y-max, Y-min i Duration.
3. Włączyć zbieranie danych wybierając: Drawing active.
4. Rozładować kondensator przez odłączenie przewodu (+) od zasilacza.
5. Zapisać wyniki w katalogu utworzonym na pulpicie.
Pomiary należy wykonać dla kondensatorów i rezystorów wskazanych przez prowadzącego.
Opracowanie pomiarów:
1. Wkreślić zależność napięcia na kondensatorze w funkcji czasu. Z wykresu odczytać stałą
rozładowania τ jako czas po którym napięcie na kondensatorze spada e = 2.72 – krotnie.
2. Wkreślić zależność logarytmu napięcia w funkcji czasu. Obliczyć jego nachylenie, które
wynosi -1/τ.
3. Obliczyć stałe rozładowania τ metodami z punktów 1 i 2 a następnie pojemności badanych
kondensatorów z wzoru: C = τ / R.
Ćwiczenie 65
Nazwisko i Imię ….............................................................................
data …............................
Nazwa katalogu …..................................................................................
Kondensator
R
Nazwa zbioru danych
τ
C
Wnioski:.................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Wykresy na papierze milimetrowym i obliczenia w załączeniu