Описание эксперимента

Экспериментальная установка собрана на стенде. Ее принципиальная

схема изображена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема разрядной части экспериментальной установки

В установке используются три конденсатора – С1, С2, С3, для которых

исследуется процесс разряда (по указанию преподавателя исследованию

подлежит разряд двух из них, а также разряд их параллельного

соединения); Д – диод для выпрямления переменного тока сети; мА –

миллиамперметр для измерения тока разряда; В1, В2, В3 – ключи для

включения в цепь соответствующих конденсаторов; связанные между

собой ключи В4, В5 служат для зарядки и разрядки исследуемого

конденсатора; С0 – конденсатор сглаживающего фильтра.

Заряд и разряд конденсаторов производится при замыкании ключей в

цепи исследуемого конденсатора. Так, например, для заряда и разряда

конденсатора С1 замыкают ключ В1, а ключи В2 и В3 оставляют

разомкнутыми.

Зарядка

конденсатора

производится

от

однополупериодного

выпрямителя с простейшим сглаживающим фильтром (коэффициент

пульсаций 0,9). Максимальное напряжение зарядки составляет U0 = 8 В.

Порядок выполнения работы

1. Включить установку и подключить исследуемый конденсатор.

2. Переключив тумблер «зарядка – разрядка» в крайнее левое

положение, в течение 3 – 5 с зарядить исследуемый конденсатор.

16

3. Переключить тумблер «зарядка – разрядка» в крайнее правое

положение и измерять значения тока через каждые 10 с. Результаты

занести в табл. 3.1.

Таблица 3.1

4. Обработать полученные данные методом наименьших квадратов.

Для этого прологарифмируем выражение (3.6)

ln I

1

RC

t ln I 0 ,

как видно, это линейная функция. Метод наименьших квадратов для

зависимостей вида yi = axi + b позволяет определить значения a и b (см.

Приложение А).

5. Построить в одной координатной плоскости для всех случаев

графики ln I ft.

6. Определить время релаксации

1

a

7. Найти разрядное сопротивление

где I 0 eb .

R

17

U 0

I 0

,

№ изм.	t	С1			С2			С1 + С2
		I	ln I	I		ln I	I		lnI
1	10
2	20
3	30
4	40
…

8. Определить емкость конденсаторов

С



R

.

9. Найти погрешность определения емкостей

 C

C

 b a U 0

2

гдеa иb берутся из метода наименьших квадратов.

10. Проверить справедливость закона параллельного соединения

емкостей. Подтверждением правильности теории разряда конденсатора

должны быть правильно найденные (с учетом погрешности) значения

емкостей.