Ładowanie i rozładowanie kondensatora

ZAKŁAD PODSTAW ELEKTROTECHNIKI
ĆWICZENIE Nr
21
Ładowanie i rozładowanie kondensatora
1. Cel ćwiczenia
Wyznaczanie zmian napięcia na kondensatorze w procesie ładowania i rozładowania przy
zasilaniu stałym.
Wpływ dokładności pomiarów przy zastosowaniu do pomiarów
woltomierzy o różnych rezystancjach wewnętrznych.
2. Plan ćwiczenia
2.1. Połączyć układ pomiarowy według schematu
Zasil.
_
R
1
+
C
Vc
V0
P
2
Vo – woltomierz ME 300 V
Vc – woltomierz lampowy., cyfrowy.
Zestaw I
Zestaw II
T1 – R= 10,2 MΩ ,
C = 12.0 μF
T1 -- R = 5,1 MΩ ,
C = 20,0 μF
T2 – R= 5,1 MΩ
C = 12,0 μF
T2-- R = 5,1 MΩ
C = 12 μF
T- stała czasowa
2.2. Załączyć zasilacz i ustawić napięcie na U0 = 300 V. Po ustawieniu przełącznika w poz.1
(ładowanie), odczytywać napięcie Uc w podanych odstępach czasu. Po upływie zadanego
czasu przełączyć przełącznik P w poz. 2 (rozładowanie) i odczytywać napięcie Uc .
Pomiary wykonać dla zestawu 1 lub 2.
Pomiary przeprowadzać przy użyciu woltomierza lampowego.
Dodatkowo powtórzyć pomiary jedynie ładowania dla T2, stosując do pomiarów woltomierz
cyfrowy
Pomiary wykonywać w podanych przedziałach czasowych
Dla T1 --- ( 0 – 4 ) minut co 20 sek.
( 4 – 8 ) minut co 60 sek.
Dla T2 --- ( 0 – 2 ) minut co 10 sek
( 1 – 4 ) minut co 30 sek
2.3 Wyniki pomiarów notować w tabeli I
Tabela I .
T2
T1
L.P.
1
2
3
.
.
.
.
15
16
17
R =..........MΩ, C = .........μF
t
U1
U2
Sek/min
V
V
0
20
40
6
7
8
R = 5,1 MΩ , C = 12μF
t
U1
U2
Sek/min
V
V
0
10
20
Woltom.
cyfrowy
U1
V
3,0
3,5
4,0
3.0 Opracowanie.
3.1. Obliczyć stałe czasowe ładowania na podstawie parametrów obwodu
T1 T2 / Rv = ∞ /.
3.2. Dla obliczonych dwóch stałych czasowych wykreślić na podstawie pomiarów
krzywe ładowania i rozładowania kondensatora:
U1 U2 = F / t / -na wspólnym wykresie.
Wyznaczyć stałe czasowe z wykreślonych krzywych.
T1 = ..........sek
T1ł
T1r
sek
sek
T2 =.............sek
T2ł
T2r
sek
sek
T1ł ,T2ł - stałe czasowe ładowania
T1r, T2r -stałe czasowe rozładowania
3.3. Wykreślić krzywą ładowania kondensatora na podstawie pomiarów
.
cyfrowym . Wyznaczyć z krzywej ładowania stałą czsową:
woltomierzem
T2’ = .........../s/
Określić rezystancję wewnętrzną woltomierza cyfrowego .dla
t = 4 min
U0= 300 /V /
Uc = ...../V/
4. Dyskusja otrzymanych w ćwiczeniu wyników
Rv =
Uc5,1
Uo − Uc