Выполнение работы

1. Подключите на плате проводниками выбранные сопротивление и конденсатор. Записать в табл. 1.

Подключите проводниками генератор к клеммам платы Генератор и канал СН2 осциллографа кабелем к клеммам Осциллограф.

Включить генератор и осциллограф в сеть 220 В.

2. Выбрать кнопками на панели генератора режим прямоугольных импульсов и диапазон частот 200Гц-2кГц.

Ручками усиления СН2 и развертки Horizontal осциллографа получить изображение процесса спада напряжения на конденсаторе почти во весь экран так, чтобы наблюдались горизонтальные участки осциллограммы. Совместить ручками вверх-вниз и влево-вправо начало процесса спада с одним из угловых перекрестков линий шкалы.

3. Измерить напряжение на конденсаторе с помощью курсора. Для этого нажать кнопку Cursor, на экране появятся две зеленые линии. В окне диалога повторным нажатием кнопок Menu выбрать режимы вручную, канал СН2, напряжение. Отжать кнопку Cursor. В углу экрана появится окно диалога. Щелчком кнопки Регулятор ввода активировать нижнюю линию курсора и этой же ручкой совместить линию с нижней частью осциллограммы. Щелчком активировать верхнюю линию курсора и совместить линию с верхней частью осциллограммы. Считать сумму напряжений в третьей строчке окна диалога. Записать в табл. 2.

4. Измерить напряжения процесса спада через каждое деление шкалы по оси времени. Для этого опускать верхнюю линию курсора до точек пересечения осциллограммы и вертикальных линий шкалы экрана. В окне диалога считать напряжение. Записать напряжение и номер измерения N в табл. 2.

Выключить приборы.

Таблица 2

N, дел	0	1	2	3	4	5
U, В
t, мкс
ln U

5. Определить времена моментов измерений t=МN. Цена деления М указана на экране в центре нижней строки.

Определить натуральные логарифмы напряжения.

6 . Построить график зависимости логарифма напряжения lnU от времени t (рис. 5). Размер графика не менее половины страницы. Около точек провести прямую линию, так как теоретически эта зависимость линейная: lnU = lnE – t/τ. Угловой коэффициент линии равен величине, обратной времени релаксации τ.

7. Определить по координатам вершин треугольника, построив его на экспериментальной линии как на гипотенузе (рис. 5), среднее время релаксации:

. (5)

8. Определить среднее значение емкости конденсатора по времени релаксации: .

9. Оценить случайную погрешность измерения емкости по формуле

. (6)

Здесь n – число измерений.

10. Записать результат С=<С> ± δС, Р = 0,90. Сравнить измеренное значение емкости с величиной, указанной на плате.

Сделать выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение конденсатора, емкости конденсатора. От чего зависит емкость конденсатора?

2. Почему при заряде и разряде конденсатора напряжение на конденсаторе изменяется постепенно?

3. Выведите формулу для напряжения при заряде конденсатора от источника постоянного напряжения.

4. Выведите формулу для напряжения при разряде конденсатора на резистор.

5. Дайте определение времени релаксации для цепи с конденсатором. От чего зависит время релаксации?

6. Объясните назначение в установке генератора прямоугольных импульсов.

Работа 25 б