2курс 1сем / ЛР7 физика

1. Цель работы.

Определить период релаксационных колебаний при помощи электронного осциллографа, снять вольтамперную характеристику газонаполненной лампы и изучить релаксационные колебания.

1

Рисунок 1. Схема лабораторной установки

2. Описание лабораторной установки.

Параметры установки.

Таблица 2.1

Название прибора	Предел измерений	Систематическая погрешность	Класс точности	Цена деления
Вольтметр	200 В	2.5 В	-	5 В/дел

3. Рабочие формулы.

В произвольный момент времени напряжение на обкладках конденсатора равно

U_c=U₀-IR (1),

Где I-сила тока зарядки. Если q-заряд положительной обкладки конденсатора, то сила тока зарядки по определению равна

(2),

Заряд на обкладках конденсатора q и напряжение U_c связаны соотношением q=СU_C, и поэтому

(3),

Подставив (3) в (1), находим

(4),

Разделение переменных в дифференциальном уравнении (4) приводит к выражению, удобному для непосредственного интегрирования

(5).

4. Результаты измерений и вычислений.

C₁ = C₂ = C₃= 0,5мкФ

R = 24кОм = 24000Ом

ƒ₀ = 50Гц

T = 1/ƒ₀ = 0,5с

При U₀ = 200В. U_L = 175В. U_z = 140В.

При C₁ n = 8,5 Δt₁ = = 0,0023c

При C₂ n = 21 Δt₂ = = 0,0008c

При C₃ n = 8 Δt₃ = = 0,0003c

5. Пример расчетов по рабочим формулам.

n1	Δt1	n2	Δt2	n3	Δt3
8,5	0,0023c	21	0,0008c	41	0,0003c

(4) U_а = 175 – 140 = 35 В

(5) T = 24000*0,00005*ln = 1,213с

6. Вычисление погрешностей.

1. Систематические погрешности.

T_ср=0,02013c

Погрешность экспериментальных измерений равна:

Для C₁  ₁=0,00003c

Для C₂  ₂=0,00017c

Для C₃  ₃=0,00013с

 _ср=0,00011c

Теоретически T=0,023

Для C₁ =0,0023с 0,0003с

Для C₂ =0,0008с 0,00017с

Для C₃ =0,0003с 0,00013с

_ср =0,0012с 0,0002с

6. Выводы

Погрешность при измерениях периода релаксационных колебаний теоретически (T=0,023с) и экспериментально (T_ср=0,02013c) невелика и составляет

_ср =0,0012с 0,0002с.

Процесс периодически повторяется с периодом T, что и означает возникновение релаксационных колебаний напряжения на обкладках конденсатора.