BADANIE DRGAŃ RELAKSACYJNYCH W UKŁADZIE RC

BADANIE DRGAŃ RELAKSACYJNYCH W UKŁADZIE RC
PYTANIA KONTROLNE
1. Wyładowania jarzeniowe w gazach rozrzedzonych
2. Drgania relaksacyjne
UKŁAD POMIAROWY
Układ jest połączony według schematu
POMIARY
BADANIE ZALEŻNOŚĆI OKRESU DRGAŃ RELAKSACYJNYCH OD REZYSTANCJI
1. Ustalić z nauczycielem prowadzącym zajęcia wartości pojemności w układzie (jedną rzędu mF, drugą
rzędu nF).
2. Wybrać pierwszą z ustalonych pojemności na kondensatorze dekadowym.
3. Ustawić napięcie zasilania U (np. 110 V).
4. Mierzyć okres drgań relaksacyjnych w funkcji oporności R.
↘ Dla okresu T > 1 s pomiar prowadzony jest przy pomocy stopera. Mierzy się czas t trwania 10 okresów.
↘ Dla mniejszych wartości okresu T należy mierzyć długość impulsu L (w działkach) na ekranie oscyloskopu, przy włączonym
generatorze podstawy czasu i wyzwalaniu wewnętrznym normalnym, ze stałą czasową a (w ms/działkę).
↘ W zależności od rodzaju pomiaru wypełnia się prawą lub lewą część tabeli pomiarowej.
5. Podobne pomiary wykonać dla drugiej pojemności.
U = _____________ V
C = ___________ mF
R, kΩ
Ω
pomiar stoperem
t, s
T, s
pomiar oscyloskopem
L, dz
a, ms/dz
T, ms
BADANIE ZALEŻNOŚĆI OKRESU DRGAŃ RELAKSACYJNYCH OD POJEMNOŚCI
6. Przy ustalonym napięciu U i ustalonej rezystancji R zmierzyć okres drgań relaksacyjnych dla pojemności
C podanych w tabeli.
↘ Na podstawie tych pomiarów będzie możliwe określenie pojemności nieoznaczonych kondensatorów, wbudowanych
w układzie.
7. Zmierzyć okres drgań dla czterech badanych kondensatorów.
BADANIE ZALEŻNOŚCI OKRESU DRGAŃ OD NAPIĘCIA ZASILANIA
1. Przy ustalonych wartościach rezystancji obwodu R (np. 900 kΩ) i pojemności C (np. 500 nF) mierzyć
okres drgań relaksacyjnych w funkcji napięcia zasilania, zmienianego w zakresie 110 ÷ 150 V co 5 V.
U = _____________ V, R = _____________ kΩ
pomiar stoperem
pomiar oscyloskopem
C
t, s
T, s
L, dz
a, ms/dz
T, ms
80 nF
100 nF
200 nF
400 nF
600 nF
800 nF
1 mF
2 mF
4 mF
6 mF
8 mF
10 mF
C1
C2
C3
C4
C = _____________ nF, R = _____________ kΩ
pomiar stoperem
pomiar oscyloskopem
U, V
t, s
T, s
L, dz
a, ms/dz
T, ms
OPRACOWANIE WYNIKÓW
1. Sporządzić wykres zależności okresu drgań relaksacyjnych od rezystancji obwodu. Na niektórych punktach
pomiarowych zaznaczyć słupki niepewności.
↘ Niepewność pomiaru czasu musi uwzględniać refleks (w przypadku pomiaru stoperem) lub skalę na oscyloskopie
(w przypadku pomiaru przy pomocy oscyloskopu).
2. Metodą regresji liniowej obliczyć nachylenie charakterystyki T=f(R) wraz z niepewnością.
U − Ug
3. Na podstawie wzoru teoretycznego T = RCln
(gdzie: Uz = 90,0 V - napięcie zapłonu neonówki;
U − Uz
Ug = 78,4 V - napięcie gaśnięcia neonówki), obliczyć teoretyczną wartość współczynnika nachylenia
otrzymanej prostej.
4. Z prawa przenoszenia niepewności wyliczyć niepewność wyznaczonego współczynnika nachylenia. Wynik
wraz z niepewnością zapisać w odpowiedniej formie.
↘ Niepewność pomiaru napięcia wynika z klasy i zakresu woltomierza.
5. Ocenić zgodność wartości współczynnika nachylenia, wyznaczonego z regresji liniowej oraz wyznaczonego
ze wzoru (1).
______________________________________________________
6. Sporządzić wykres zależności okresu drgań T od pojemności C (w skali logarytmiczno-logarytmicznej).
7. Z wykresu określić wartości pojemności nieoznaczonych kondensatorów.
8. Metodą regresji liniowej obliczyć nachylenie charakterystyki T=f(C) wraz z niepewnością i porównać
z wartością obliczoną na podstawie wzoru teoretycznego z punktu 3.
______________________________________________________
9. Sporządzić wykres zależności okresu drgań relaksacyjnych od napięcia zasilania. Na niektórych punktach
pomiarowych zaznaczyć słupki niepewności.
______________________________________________________
10. Skomentować każdy z otrzymanych wykresów.
11. Skomentować zgodność porównywanych parametrów.
LITERATURA: np. Szczepan Szczeniowski, Fizyka doświadczalna