
- •Санкт-Петербургский государственный горный институт
- •Порядок выполнения эксперимента.
- •1. Измерение зарядной кривой конденсатора
- •2.Измерение разрядной кривой конденсатора
- •3. Измерение сопротивления вольтметра по разрядной кривой конденсатора
- •4. Наблюдение релаксации инжектированного и миграционного зарядов
- •Обработка результатов измерений
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
3. Измерение сопротивления вольтметра по разрядной кривой конденсатора
3.1. Перевести переключатель в положение «Заряд» и дождаться момента, когда конденсатор зарядится до некоторого напряжения Uнач, близкого кU0. Для ускорения зарядки вместо используемого в схеме высокоомного резистора включить резистор меньшего номинала, например 1 кОм. При достижении показаний вольтметра близких кU0вернуть в схему замененный высокоомный резистор.
3.2. Приготовить секундомер к измерениям (обнулить его показания). Одновременно с включением секундомера вынуть один из проводов, подключенных к источнику, из клеммы источника питания. Переключатель в положение «Разряд» не включать!Цепь окажется разомкнутой и конденсатор начнет медленно разряжаться только через большое входное сопротивление вольтметра. Записать в таблицу 3 значения изменяющегося напряженияUcна конденсаторе в соответствующие моменты времени t.Измерения производить через неравные промежутки времени: в начале разряда напряжение падает относительно быстро, поэтому измерения надо делать относительно часто. При уменьшенииUc измерения делать реже. Измерения желательно производить как можно точнее и через такие промежутки времени, в течение которых напряжение изменяется не менее, чем на 0,1 В. Полное время измерений приблизительно 15-20 минут.
Таблица 3. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени его разряда через искомое входное сопротивление вольтметра Rв
Uнач* =........, С = .......
№ измерения |
1 |
2 |
3 |
4 |
4 |
5 |
… |
… |
… |
t, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пара номеров измерений, выбранная для рассчета |
1 и 5 |
3 и 7 |
2 и 8 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Rв, МОм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Значение Uнач указано для справки и в расчетах не используется
4. Наблюдение релаксации инжектированного и миграционного зарядов
4.1. Повторить п.3.1.
4.2. Приготовить секундомер к измерениям (обнулить его показания).
4.3. Вынуть один из проводов, подключенных к источнику, из клеммы источника питания. Цепь окажется разомкнутой и конденсатор начнет медленно разряжаться только через большое входное сопротивление вольтметра.
4.4. Закоротить проводом конденсатор приблизительно на 5-10 с (рис. 6), после чего отсоединить от него один из концов закорачивающего проводника. Указанного времени достаточно для того, чтобы поляризационный заряд конденсатора практически полностью релаксировал и конденсатор быстро разрядился.
4.5. Сразу после разрядки конденсатора путем его закорачивания установить на мультиметре наиболее чувствительный предел для измерения напряжения 200 mV. Перевести переключатель в положение «Разряд» и одновременно включить секундомер.
4.6. Записать в таблицу 4 значения изменяющегося напряжения Ucна конденсаторе в соответствующие моменты времени t, прошедшие после разрядки конденсатора путем его закорачивания.Если в процессе роста напряжения его значение превысит 200 мВ, перейти на более грубый предел измерений на мультиметре. Измерения производить через такие промежутки времени, в течение которых напряжение изменяется приблизительно на 10 – 20 % в сравнении со своим предыдущим значением. Измерения проводить в течение такого времени пока напряжение на конденсаторе, пройдя максимум, ни уменьшиться до пренебрежимо малых значений.
Таблица 4. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени после его разряда закорачиванием
U0 =....... , С = ......., R = .......
t, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I, нА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|