DRGANIA RELAKSACYJNE

I PRACOWNIA FIZYCZNA, INSTYTUT FIZYKI UMK, TORUŃ
Instrukcja do ćwiczenia nr 39
DRGANIA RELAKSACYJNE
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze zjawiskiem drgań relaksacyjnych oraz działaniem wybranych
elementów elektronicznych.
2. Zagadnienia do przygotowania
budowa i zasada działania neonówki
pojęcie drgań relaksacyjnych
3. Przyrządy pomiarowe, opis i schemat aparatury
Układ pomiarowy składa się z płyty montażowej, zasilacza prądu stałego, woltomierza i dzielnika
napięcia. Zadaniem dzielnika jest umożliwienie zmiany napięcia na elektrodach neonówki.
Odpowiednie schematy połączeń przedstawiają rys. 1-2.
Rys. 1.
Układ do pomiaru napięcia zapłonu i gaśnięcia neonówki.
Aktualizacja: 2011-04-13
4. Przebieg ćwiczenia
4.1. Pomiar napięcia zapłonu i gaśnięcia neonówki
zestawiamy obwód zgodnie z rys. 1
zmieniając napięcie zasilania przy pomocy dzielnika mierzymy napięcie między elektrodami
neonówki odpowiadające momentom jej zapłonu i gaśnięcia (odpowiednio UZ i UG)
pomiary powtarzamy pięciokrotnie
4.2. Badanie zależności okresu drgań relaksacyjnych od napięcia zasilania
zestawiamy obwód zgodnie z rys. 2
wybieramy jeden z kondensatorów (np. o pojemności C1) oraz opornik o oporze R = R1
mierzymy czas trwania ustalonej liczby drgań (np. 10) i wyznaczamy okres T dla następujących
wartości napięcia zasilania U: 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185 i 190 V
4.3. Badanie zależności okresu drgań relaksacyjnych od pojemnościowej stałej czasowej
wykorzystujemy obwód zestawiony zgodnie z rys. 2
ustawiamy napięcie zasilania na U = 170 V
dla pięciu różnych kondensatorów mierzymy czas trwania ustalonej liczby drgań (np. 10) i
wyznaczamy okres T
pomiary powtarzamy przy zwiększonej wartości oporu (R = R1 + R2)
Rys. 2.
Układ do badania zależności okresu drgań relaksacyjnych od napięcia zasilania i pojemnościowej
stałej czasowej.
5. Opracowanie wyników - schemat wykonania obliczeń
5.1. Pomiar napięcia zapłonu i gaśnięcia neonówki
wyznaczamy średnie wartości UZ i UG
szacujemy błąd maksymalny
5.2. Badanie zależności okresu drgań relaksacyjnych od napięcia zasilania
wykreślamy zależność T = T (U)
5.3. Badanie zależności okresu drgań relaksacyjnych od pojemnościowej stałej czasowej
dla każdej pary wartości (R, C) obliczamy okres drgań relaksacyjnych na podstawie przybliżonego
wyrażenia:
T
C
ln
U UG
U UZ
K
C
,
C
RC
w tabeli porównujemy obliczone wartości z wynikami przeprowadzonych pomiarów
wykreślamy zależność T = T (τC), dopasowujemy linię prostą i wyznaczamy wartość K
6. Literatura
T. Dryński, „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”, wyd. VI, PWN, Warszawa 1977 (lub inne
wydanie)
H. Szydłowski, „Pracownia fizyczna”, wyd. IX, PWN, Warszawa 1997 (lub inne wydanie)
A. Bielski, R. Ciuryło, „Podstawy metod opracowania pomiarów”, wyd. II, Wydawnictwo
Naukowe UMK, Toruń 2001