3 лаба. Рябов 3 лаба-1. Лабораторная работа 5 исследование процессов заряда и разряда конденсатора По дисциплине Физика
 Скачать 265.06 Kb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное бюджетно-образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Лабораторная работа №5 «исследование процессов заряда и разряда конденсатора» По дисциплине Физика (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Оценка: Дата:
Санкт-Петербург 2021 1. Цель работы: Экспериментальная проверка экспоненциального характера процессов заряда и разряда конденсатора. 2 Экспериментальное определение постоянной времени RC-цепи. 2. Краткое теоретическое содержание: В работе изучается явление накопления и релаксации заряда. Основные определения: Квазистационарные процессы. Если время τ распространения электромагнитного возмущения от одной точки цепи к другой много меньше длительности процессов, происходящих в цепи, то можно считать, что в каждый момент времени сила тока одинакова во всех последовательно соединенных участках цепи. Процессы такого рода в электрических цепях называются квазистационарными. Конденсатор – двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Емкость– характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. Диэлектрик – вещество, практически не проводящее электрический ток. Электрет – диэлектрик, длительное время сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (или заряжению) этого диэлектрика, и создающий в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле. Термостимулированный ток - это ток, генерируемый диэлектриком при его нагревании. RC-цепь — электрическая цепь, состоящая из конденсатора и резистора. Основные законы и соотношения: 1. Правило Кирхгофа.   ;  2. Зависимость зарядного тока от времени в соответствии с законом Ома имеет вид:  3. Разрядный ток в соответствии с законом Ома  3. Схема установки:
4. Основные расчетные формулы: 1. Расчет теоретического значения напряжения на конденсаторе Uc в процессе заряда:  Где U0 – э.д.с. источника питания, В t – время, с R – сопротивление цепи, Ом C – емкость конденсатора, Ф 2. Расчет теоретического знчения напряжения на конденсаторе Uc в процессе разряда:  Где Uнач – начальное напряжение конденсатора 3. Значение постоянной времени RC-цепи τ:  4. Расчет сопротивления вольтметра Rв:  5. Ток разряда конденсатора I:  6. Оставшийся в диэлектрике заряд Qост:  Где S – площадь фигуры под графиком, м2 I1, t1 – масштабы по осям 7. Полный заряд заряженного конденсатора Q:  5. Формулы погрешностей косвенных измерений: Погрешность измерения сопротивления вольтметра:  Погрешности прямых измерений ΔU = 0,01 В Δt = 1 с 6. Графические и вычислительные данные Umax - максимальное напряжение, достигнутое за время измерения, U0 - напряжение, соответствующее началу отсчета времени t = 0. (при разрядке) 1 версия цепи: С1=470 мкФ, R1=100 кОм,Umax = 11,87 В, U0=12,1 В. Таблица 1. Зарядка и разрядка при конфигурации №1.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
