4. Принцип експериментального методу.

З формули 53.11 випливає, що величина є стала для даної неонової лампи, а період релаксаційних коливань пропорційний опоруRрезистора та ємностіСконденсатора. Тому визначивши сталу лампи і вимірявши періодТрелаксаційних коливань та знаючи ємністьСз формули 53.11, можна отримати вираз для розрахунку невідомого опору:

. (53.12)

Аналогічно за відомим значенням опору Rможна визначити невідому ємність

Якщо ж в нашому розпорядженні одночасно є відомій опір R_oта відома ємністьC_o , то експериментальне визначенняR_oxта невідомих ємностейC_x , за допомогою релаксаційного генератора на неоновій лампі можна звести до порівняння відповідних періодів релаксаційних коливань. Якщо при відомому опоріR_oперіод коливань буде рівнимT_o, а при невідомому опоріR_x-Т, то як випливає з 53.12

(53.13)

Так само методом порівняння можна визначити невідому ємність

(53.14)

де C_o- відома ємність,Т_о- період коливань генератора при відомій ємності, Т - при невідомій.

5. Оцінка похибок експерименту.

Нехай при відомому опорі R_oза часt_oвідбудетьсяN_oспалахів лампи, тоді період коливаньТ_обуде рівним. Якщо при невідомому опорі за часtлампа спалахнеNразів, тоді період коливань буде рівним. Тому робоча формула для визначення невідомого опору прийме вигляд

(53.15)

Аналогічний вираз отримаємо і для визначення невідомої ємності

(53.16)

Якщо робочі формули логарифмувати, а отриманий результат диференціювати, то отримаємо формули похибок

(53.17)

(53.18)

(в числі спалахів не помиляємось, тобто похибки числа спалахів рівні нулю).

З даних формул випливає, що точність шуканої величини (відносні похибки або) визначається точністю еталонних величин (відомих опорів або ємностей, а також точністю вимірювань часу).

В даній роботі в якості еталонних опорів та ємностей використовуються резистори та ємності заводського виготовлення з відносною похибкою 4 % ,тобто і. Тому відносна похибка вимірювань періоду релаксаційних коливань в сумі теж не повинна перевищувати 4 % .

Для вимірювання часу використовуємо секундомір. Ми ніколи точно не включимо і не зупинимо секундомір в моменти початку і кінця підрахунку спалахів лампи. Враховуючи суб'єктивний фактор, похибка вимірювання часу може складати величину порядку 0,4 с (0,2 с вмикання секундоміра, 0,2 с – зупинка) так, як відносна похибка часу одного вимірювання не повинна перевищувати 2%.

Таким чином в даній роботі слід визначати таке число спалахів, загальна тривалість яких повинна бути не менша, ніж 20 с.

6. Послідовність виконання роботи.

На лабораторному стенді розташовані всі елементи релаксаційного генератора. Ці та інші елементи (джерело струму, вимикач, потенціометр, вольтметр, набір відомих та невідомих опорів і ємностей) мають відповідні позначення та клеми.

1. При вимкненому джерелі струму згідно схеми на рис. 53.7 зібрати релаксаційний генератор. Потенціометр повинен бути виставлений на нуль вихідної напруги.

2. Ввімкнути джерело струму і збільшуючи потенціометром вихідну напругу домогтись появи спалахів лампи. Секундоміром визначити число N_oспалахів лампи за часt_oне менший, ніж 20 с. Дані занести в таблицю 53.1.

3. Вимкнути джерело струму і замість відомого опоруR_oв схему ввести перший невідомий опірR_x1.

4. Ввімкнути джерело струму і не змінюючи вихідної напруги визначити число спалахів N₁за час не менший 20 с.

5. В такій же послідовності провести досліди з опорами R_x2таR_x3 . Дані занести в таблицю 53.1.

Таблиця 53.1

Опори	Кількість спалахів, N	Час t, с	Похибка часу t, с	Значення опорів, Ом	Похибки R, Ом
відомий				Ro=
невідомі				визначено:
Rx1				Rx1=
Rx2				Rx2=
Rx3				Rx3=

6. За формулою (53.15) розрахувати шукані значення невідомих опорів, а за формулою (53.17) відносну, а потім абсолютні похибки. Результати розрахунків занести в таблицю 53.1.

7. Згідно попередньої методики провести визначення невідомих ємностей C_x1,C_x2таC_x3. Тут відомий опір залишається на місці, а тільки замість відомої ємності C_oв схему послідовно вводяться невідомі ємностіC_xxі визначається кожен раз число спалахів за час не менший 20 с.

Розрахунки шуканих величин проводяться за формулою (53.16), а похибки визначаються за формулою (53.18). Всі результати занести в таблицю 53.2.

Таблиця 53.2

Конденсатори	Кількість спалахів N	Час t, с	Похибка часу t, с	Ємності конденсаторів C, мкФ	Похибки C, мкФ
відомий				Co=
невідомі				визначено:
Cx1				Cx1=
Cx2				Cx2=
Cx3				Cx3=