Вивчення процесів зарядки і розрядки конденсатора через опір. Звіт про виконання лабораторної роботи з Інші. Робота № 522023

Вивчення процесів зарядки і розрядки конденсатора через опір

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Звіт про виконання лабораторної роботи

Предмет:

Інші

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти та науки України Національний університет «Львівська політехніка» Електрична лабораторія ЗВІТ про виконання лабораторної роботи №14 Тема: «Вивчення процесів зарядки і розрядки конденсатора через опір» Зарядка конденсатора Розглянемо коло, яке наведене на рис 1. Воно містить ємність С, опір R і джерело постійного струму з е.р.с. ε. Нехай при розімкнутому вимикачі К конденсатор С розрядженний. При замиканні вимикача К в момент часу t по колу проходитиме струм І і конденсатор буде заряджатися. По мірі нагромадження заряду на обкладках конденсатора появиться різниця потенціалів Знайдемо закон зміни різниці потенціалів Uc з часом при зарядці конденсатора. Електрична схема на рис 1 - це замкнуте коло, до якого можна застосовувати закон Ома (1) Оскільки q - CUC , то (2) Із рівнянь (1) і (2) отримаємо (3) Розділимо в (3) змінні: (4) і проінтегруємо рівняння (4). В результаті Із початкових умов знайдемо постійну інтегрування при і Тоді (5) Потенціюючи рівняння (5), отримуємо (6) При t=0 цей вираз дає Uc=0, а при t→∞ напруга на конденсаторі асимптотично наближається до е.р.с. джерела. Підставляючи вираз (6) в (1), отримуємо залежність зарядного струму від часу (7)Струм має найбільше значення в початковий момент часу і асимггготнчно зменшується до нуля в процесі зарядки. Використовуючи співвідношення (6) і (7), отримуємо закон зміни заряду на конденсаторі при зарядці: (8) Розрядка конденсатора Нехай в початковий момент часу t різниця потенціалів на обкладках конденсатора дорівнює Uco (конденсатор заряджений). Джерело е.р.с. в колі відсутнє. Цим умовам відповідає схема на рис.2. Закон Ома при розрядці конден сатора (вимикач К замкнений) має вигляд (9) Враховуючи (2), запишемо (10) Розділимо змінні в (10): і після інтегрування отримуємо: (11) Із початкових умов t=0, маємо В результаті і після потенціювання (12) В процесі розрядки конденсатора напруга на конденсаторі зменшується і асимптотично наближається до нуля. і Розділивши обидві частини (12) на R, отримуємо згідно з законом Ома (13) де - початкове значення струму. На підставі формул (12) і (13) отримуємо закон зміни заряду конденсатора при розрядці: (14) Із формули (14) видно, що при (15) де Час τ, протягом якого заряд зменшується в e = 2,71 раза, називається часом релаксацій. Отже, час релаксацій в колі, що містить ємність і опір (16) Час релаксацій τ можна визначити і графічним методом. Із виразу (14) отримуємо При Отже, із графічної залежності час релаксацій τ дорівнює абсцисі тієї точки на графіку (рис. 3), для якої Енергія зарядженого конденсатора може бути виражена такими формулами: (17) Об'ємна густина унергій (18) Із формули (18) випливає, що енергія зарядженого конденсатора локалізована в електричному полі, яке є носієм енергій. Таблиця результатів вимірювань: 0 50 50 0 240 0 3 37 35 62,4 168 0,36 6 29 26 100,8 124,8 0,65 9 22 21 134,4 100,8 0,87 12 18 17 153,6 81,6 1,08 15 13 11 177,6 52,8 1,51 18 11 9 187,2 43,2 1,71 21 8 7 201,6 33,6 1,97 24 7 6 206,4 28,8 2,12 27 5 5 216 24 2,30 30 4 3 220,8 14,4 2,81 24 24 (10±0.5) 10 1000000 0,1 Графік залежності від часу t: Обчислення шуканої величини: Обчислення похибок: Результати вимірювань: Висновок: На даній лабораторній роботі я дослідив процеси зарядки та розрядки конденсатора.

Звіт про виконання лабораторної роботи Інші

77pazan77

28.03.2013 00:12

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись