Лабораторна робота 14 Дослідження перехідних процесів у разі заряджання і розряджання конденсатора

Мета роботи: встановити закон зміни струму і величини напруги на ємнос- ті в часі при вмиканні незаряженого конденсатора з реальним діелектриком на постійну напругу; вияснити закони зміни струму і напруги на ємності у разі замикання зарядженого конденсатора на опір; визначити сталі часу кола у разі заряджання і розряджання кондесатора; знайти величину опору діелектрика конденсатора.

54

Підготовка до роботи

У процесі підготовки до роботи студентам необхідно ознайомитись з ме-тодичними вказівками, робочим завданням, підготувати протокол звіту до ла-бораторної роботи та відповісти на такі запитання:

1. Дати визначення перехідного процесу.

2. Накреслити графіки струму і напруги у разі заряджання конденса-

тора.

3. Записати рівняння кривих струму і напруги у разі заряджання кон-

денсатора.

4. Від яких факторів залежить величина ємності конденсатора?

5. Що називається електричною міцністю діелектрика і чим вона харак

теризується ?

6. Чим визначається тривалість перехідного процесу у разі заряджання і

розряджання конденсатора?

7. Записати рівняння кривих струму і напруги у разі розряджанні кон-

денсатора.

8. Що таке , яким способом можна її визначити?

9. Накреслити графіки струму і напруги у разі розряджання конденса-

тора.

10. Вказати напрямок енергії у разі заряджання і розряджання конден-

сатора? Як знайти величину енергії електричного поля?

11. Чому конденсатор не може зарядитись або розрядитись миттє-

во?

12. Сформулювати другий закон комутації.

Робоче завдання

1. Зібрати електричне коло згідно зі схемою, зображеною на рис.14.1.

2. Поставити двополюсний вимикач Q₂ в нейтральне положення і піс-

ля перевірки кола лаборантом подати постійну напругу вимикачем Q1.

3. Увімкнути вимикач Q₂ в положення 1–1 (на зарядку ) і через кожні

55

3 с записувати струм заряду і до тих пір, поки він не набуде усталеного зна-чення – струм витікання через діелектрик. Результати вимірювань занести в табл.14.1.

+ –

≈

Q₁ Q₃

V

R

C

1 1′

Q₂ 2 2′

секундомір

Рис.14.1

4. Після закінчення процесу зарядки розімкнути вимикач Q₂, повернути

стрілку секундоміра до нульового положення, а потім увімкнути конденсатор на розряджання (положення 2–2) і через кожні 3 с записувати струм розряду, поки він не стане меншим як 5 % свого початкового значення. Результати ви-мірювань занести в табл. 14.2.