5.3. Описание экспериментальной установки

Общий вид экспериментальной установки приведен на рис.3.

Рис.3.

Здесь 1 и 2 – конденсаторы емкостью 1 мкФ и 4,7 мкФ, соединенные параллельно; 3 – четыре резистора по 1 МОм, соединенные последовательно; 4- источник питания 0…….12 В пост/6В, 12В перем; 5 – цифровой мультиметр; 6 – цифровой секундомер с дискретностью 1/100 с; 7 – соединительные провода; 8 – переключатель.

В работе используется зависимость силы тока от времени при разрядке конденсатора.

Когда постоянная величина τ составляет десятки и сотни секунд, для наблюдения релаксационных процессов используются измерительные приборы постоянного тока.

5.4. Порядок выполнения работы

При выполнении работы необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

1. Убедиться в том, что конденсаторы C₁=1мкФ и C₂=4,7мкФ соединены параллельно (при этом общая емкость C₁=5,7мкФ).

2. Убедиться в том, что резисторы по 1Мом каждый соединены последовательно (при этом общее сопротивление в цепи разрядки 4Мом).

3. Ручкой источника питания выставить напряжение заряжания U₀=12В.

4. Переключатель 8 повернуть вправо (положение заряжания).

5. Установить «нуль» цифрового секундомера.

6. Включить источник питания (требуется примерно 10 сек для полной зарядки емкости С)

7. Включить мультиметр (должен показывать «0»).

8. Повернуть переключатель 8 влево и одновременно включить секундомер.

9. С интервалом в 5 с записывать показания времени и силы тока (в мкА).

10. Ручкой источника питания выставить напряжение заряжания U₀=8В.

11. Повторить пункты 4-9.

12. Ручкой источника питания выставить напряжение заряжания U₀=4В.

13. Повторить пункты 4-9.

14. Результаты измерений занести в таблицу 1.

15. Построить графики зависимости силы тока от времени при разных значениях напряжения заряжания U₀.

16. Для напряжения U₀=12В построить график зависимости .

17. Измерить угол наклона этого графика к оси времени t.

18. Имея в виду формулу (12), определить экспериментальное значение времени релаксации.

19. Сравнить экспериментальное время релаксации с теоретическим, рассчитанным по формуле (8).

Таблица 1.

U0=12В

t, с

0

I, мкА

U0=8В

t, с

0

I, мкА

U0=4В

t, с

0

I, мкА