Лабораторная работа №37. Лабораторная работа 37. Изучение процессов заряда и разряда конденсатора. Цель работы
 Скачать 65.23 Kb.
|
|
! Лабораторная работа № 37. Изучение процессов заряда и разряда конденсатора. Цель работы : Изучение кривых заряда и разряда конденсатора при различных параметрах электрической цепи и вычисление времени релаксации. Теоретическая часть : Квазистационарные токи - это медленно текущие токи. Величина таких медленно меняющихся токов в каждый момент времени остается одинаковой во всех сечениях неразветвленной проводящей цепи. Мгновенное состояние квазистационарных токов достаточно точно определяется законом Ома и правилом Кирхгофа и тем точнее, чем медленней меняются токи . µ § J,U,q - мгновенное значение тока, заряда и разности потенциалов между обкладками . Заряд конденсатора. Применяя закон Ома IR=E-U, и зная, что µ § где q- заряд конденсатора . Тогда µ § где I0=E/R и график зависимости q(t) и I(t) имеет вид Процесс разрядки. µ § dq - уменьшение заряда за время dt. При разряде в цепи протекает ток J=-dq/dt. Знак "-" показывает что сила убывает. Зная что q=CU, где U -разность потенциалов, тогда U=IR при t=0 q=q0 µ § тогда µ § где U0=q0/C .Тогда получаем график зависимости q(t) Полученное выражение показывает, что процесс заряда и разряда происходит не мгновенно, а с конечной скоростью. Время релаксации t=RC. Время релаксации показывает, через какое время после выключения ЭДС напряжение и заряд уменьшиться в e раз. Для определения t необходимо измерить время за которое величина заряда уменьшиться до половины первоночального значения t1/2. Оно определяется из выражений: µ § Тогда t1/2=RC*ln2 RC=1.44t1/2 . Если обкладки конденcатора попеременно подключать к источнику тока и к сопротивлению R, то график процесса зарядки и разрядки конденcатора имеет вид. Эти процессы можно наблюдать с помощью осциллографа . µ § Схема установки: µ § Результаты измерений: Заряд Разряд
где x= мсек, y= мвольт
eRC=eR+eC=2.5%+2.5%=5% dRCср=0.05*3*10-5=0.15*10-5 dtср=0.05*x=0.05*0.1*0.001=0.5*10-5 et=et=0.05/0.23=20% В результате мы получили одинаковые значения времени релаксации, вычисленные по формуле и полученные опытным путем. Это подтсверждает наши теоретические выкладки. Незначительное отличие значений объясняется погрешностью измерений. ! |