Порядок выполнения задания 2
Рассмотреть лицевую панель и блок-диаграмму экспериментальной работы (рисунки 4.5 и 4.6) и отметить общие узлы, структуры и наиболее существенные отличия от моделирующей программы.
Собрать установку, как показано на рисунке 4.2, соединив источник питания, ключ, конденсатор и резистор. Подключить источник питания и плату автоматизированного сбора данных.
Подключить датчик напряжения к контактам конденсатора и плате сбора данных.
Подключить плату сбора данных к USB разъему компьютера.
Включить компьютер и вызвать программу лабораторной работы «Condensator».
Перевести ключ в положение «зарядка конденсатора» и запустить программу измерений.
Через 3-5 секунд перевести ключ в режим разрядки конденсатора. Обратить внимание, что при разрядке напряжение на обкладках конденсатора и ток через сопротивление резистора падают, а прошедший через сопротивление нагрузки суммируемый заряд увеличивается.
Программа измерения отключается автоматически при достижении нулевого уровня (≤0,1 В) напряжения на обкладках конденсатора. При этом на индикаторах отображаются величина заряда конденсатора, его емкость и время разрядки, которые заносятся в таблицу 4.2.
Рисунок 4.5 - Лицевая панель компьютерной системы измерения
Рисунок 4.6 - Графический код программы по определению
емкости конденсатора
После автоматического выключения измерений сравнить полученные данные с результатами компьютерного моделирования.
Ответить на контрольные вопросы и сделать самостоятельные выводы по проведенной работе.
Таблица 4.2 - Результаты измерений
№ опыта |
Сопротивление резистора, Ом |
Заряд, Кл |
Емкость конден- сатора, мкФ |
Время разрядки, с |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
Выводы
Составлена программа моделирования лабораторной работы по определению емкости конденсатора методом суммирования количества элементарных зарядов, стекающих с его обкладок.
В качестве структур, обеспечивающих выполнение работы, использован узел формул и сдвиговый регистр, позволяющий интегрировать значения силы тока в цепи разрядки конденсатора по времени.
Для повышения точности определения емкости конденсатора, предусмотрено автоматическое выключение измерений в тот момент, когда напряжение на его обкладках снизится до 0,1 В.
Проведено сравнение результатов выполненных вычислений с экспериментальными данными. Показано, что моделирование позволяет установить общие закономерности процесса разрядки, а разработанная программа обработки данных может полностью использоваться в качестве самостоятельной подпрограммы автоматизации реального физического эксперимента.