Контрольні запитання

Як визначається повний опір котушки?
Як визначається індуктивний опір котушки?
Де практично може бути застосована ел. схема, що дає можливість одержати здвигу по фазі між струмом і напругою на 90°?
За яких умов в ланцюзі між напругою (U і струмом I₀можна одержати здвигу фаз 90 °?

Лабораторна робота № 14 Тема:"Вивчення перехідних процесів при заряді і розряді конденсатора".

Мета роботи: Вивчити перехідні процеси, які відбуваються в конденсаторі при його заряді та розряді.

Теоретичні відомості

Ємність - ідеальний пасивний елемент, у якому накопичується енергія електричного поля. Графічне зображення ємності показане на рисунку. 1.

Рисунок 1

За своїми властивостями до ємності наближається реальний елемент - конденсатор (якщо в ньому знехтувати опором втрат та індуктивними властивостями затискачів). Термін «ємність» і його позначення С застосовується як для позначення ємнісного елемента, так і для його кількісної оцінки:

де q - накопичений в ємності заряд;

u - напруга на ємності.

Заряд вимірюється в кулонах (Кл), ємність - у фарадах (Ф).

Подібно опору ємність може бути лінійною, параметричною і нелінійною. У лінійної ємності залежність заряду від напруги (кулон - вольтна характеристика) q(u) є лінійною функцією (рис. 2, а), a С - постійна величина. Параметрична ємність залежить від часу - C(t). Для нелінійної ємності кулон-вольтна характеристика q(u) є нелінійною функцією (рис. 2, б), а ємність залежить від напруги - С(u).

Для лінійної ємності співвідношення між струмом і напругою, мають вигляд:

Миттєві потужність і енергія в лінійній ємності визначаються ниразами:

Як видно, потужність у ємності додатна, якщо напруга на ній з часом зростає: Це відповідає накопиченню и ємності енергії електричного поля. Якщо потужність є від'ємною, тобто ємність віддає енергію (розряджається). Енергія електричного поля в ємності завжди додатна, а за величиною є пропорційною ємності та квадрату напруги.

Рис. 2. Кулон-вольтні характеристики ємностей: а - лінійної; б - нелінійної

У разі постійної напруги (u = U = const) струм та потужність в ємності дорів- нюють нулю, тобто ємність є ділянкою кола з нескінченно великим опором (ділянку кола розімкнено). При цьому в ємності накопичується енергія W_c =CU² /2.

Порядок виконання роботи

Визначити розміщення приладів на столі.
Зібрати електричну схему кола (схема 1)
Визначити ціну ділення приладів, установити - задане значення опорів і ємності.
Включити автомат постійного струму, встановити по вольтметру задану напругу, обчислити τ (постійну часу).
Провести пробну зарядку і розрядку конденсатора, включаючи ключ S відповідно в положення 1 - зарядка, в положення 2 - розрядка, при цьому кожне τ секунд знімати свідчення миллиамперметра.
Зняті свідчення вольтметра і міліамперметра записати в таблицю 1.
Визначити τ по графіку.
Побудувати графіки

заряду конденсатора для: