WSTĘP TEORETYCZNY

Kondensator

• 
  Ładowanie i rozładowywanie

Podstawiając I=U/R ORAZ I₀=U₀/R otrzymamy wzory na spadek napięcia na kondensatorze

• Łączenie kondensatorów

• 
  Szeregowe (wykorzystuje fakt, iż ładunek zgromadzony na kondensatorach jest stały)

• Równoległe (wykorzystuje fakt, iż napięcie na kondensatorach jest stałe)

Drgania relaksacyjne, neonówka

Są to drgania, w których wzrost i spadki napięcia zachodzą w sposób wykładniczy. Zazwyczaj do wywołania drgań relaksacyjnych wykorzystuje się proces wyładowania i rozładowania kondensatora przez opornik.

Obwód służący do wytwarzania drgań relaksacyjnych musi zawierać element, który samoczynnie reguluje czas trwania ładowania i rozładowywania kondensatora (rolę tego elementu spełnia neonówka). Lampa neonowa jest to bańka szklana wypełniona neonem przy ciśnieniu ok. 20 mmHg. Neonówka ma dwie elektrody najćęściej pokryte warstewką baru. Jeżeli do elektrod przyłożymy niewielkie napięcie
, to zewzględu na złe przewodnictwo gazu prąd nie popłynie. Po przekroczeniu U_z (napięcia załonu) potrzebnej do spowodowania jonizacji lawinowej prąd popłynie o natężeniu ograniczonym tylko przez opór zewnętrzny. Gdy napięcie na elektrodach

spadnie poniżej napięcia gaśnięcia U_g , to jonizacja to jonizacja lawinowa ustaje i lampa staje się doskonałym izolatorem. Przepływowi prądu przez lampę towarzyszy świecenie (wyładowania w gazach rozrzedzonych).

Najprostszy obwód służący do wytwarzania drgań relaksacyjnych znajduje się na powyższym rysunku. Kondensator C ładuje się ze źródła prądu stałego przez opornik R o dużym oporze. Napięcie na jego okładkach narasta w sposób wykładniczy ( rozdz. kondensator). Jeżeli osiągnie on wartość U_z, to podłączona do niego równolegle neonówka N zapala się i płynie przez nią prąd rozładowania kondensatora napięcie U maleje wykładniczo. Rozładowanie kończy się z chwilą gdy napięcie spada do wartości U_g, poczym napięcie ponownie wzrasta. Proces ten powtarza się cyklicznie w wyniku czego otrzymujemy wykres przedstawiony powyżej. Przez T oznaczamy czas narastania napięcia od U_g do U_z, a przez T₁ - czas opadania od U_z do U_g, przez U₀ napięcie źródła ładującego kondensator. Ze względu na to, że w chwili jarzenia neonówka stawia stosunkowo niski opór czas rozładowania jest krótki i można przyjąć, że T₁« T, stąd przyjmujemy, że okres drgań jest równy T. Napięcie U_g jest osiągane po czasie t, czyli

Napięcie wzrasta w dalszym ciągu do U_z po czasie T+t, stąd otrzymujemy:

Przekształcając:

I analogicznie postępujemy dla U_z

Odejmując powyższe równania stronami okres T wyrazimy wzorem:

---