Instrukcja do ćwiczenia Nr 65
Temat: BADANIE DRGAŃ RELAKSACYJNYCH
1. Wyznaczanie napięcia zapłonu i gaśnięcia lampki neonowej.
a). Połączyć obwód według schematu:
20 k
+
_
V0
V
b). Zwiększając napięcie obserwujemy moment zapłonu lampki - odczytujemy na woltomierzu V0 napięcie U0 oraz na woltomierzu V napięcie Uz.
c). Zmieniając napięcie obserwujemy moment zgaśnięcia lampki - odczytujemy na woltomierzu V napięcie Ug. Pomiar Uz i Ug powtarzamy 10-krotnie.
2. Wyznaczanie funkcji T(C).
Funkcja T(C) ma postać:
U0 Ug
U0 Ug
(
T )
C
RŁC ln
RRC ln
U0 Uz
U0 Uz
gdzie: RŁ - opór przez który ładujemy kondensator.
RR - opór przez który rozładowujemy kondensator.
Ze względu na to, że RR << RŁ drugi składnik sumy jest znikomo mały, w związku z tym przyjmujemy:
U0 Ug
T RŁCA gdzie A
ln
U0 Uz
Funkcja jest liniowa o nachyleniu do osi C (tg = RŁA).
a). Połączyć obwód według schematu:
2,8 M
+
V0
Ci
_
gdzie Ci jest kombinacją połączeń kondensatorów: 2,2 F, 2,2 F i 4,7 F.
Możliwych jest 12 kombinacji połączeń kondensatorów, pozwalających uzyskać różne pojemności w zakresie od 0,891 F do 9,100 F.
Wyznaczamy czas 25T dla 9 wybranych pojemności, nanosimy punkty pomiarowe na wykres:
25T
C
Znajdujemy równanie 25T = aC + b metodą najmniejszych kwadratów.
b). Wyznaczenie pojemności CX.
Do obwodu w miejsce Ci włączamy kondensator CX i wyznaczamy 100TX.
1
T
100
b
C
4
X
X
a
Tematy do kolokwium:
1. Pojemność elektryczna, kondensatory.
2. Napięcie na okładkach kondensatora, kondensator jako źródło napięcia.
3. Proces ładowania kondensatora przez opór R, prąd ładowania, funkcje U(T) i I(T).
4. Proces rozładowania kondensatora przez opór R.
5. Wykres drgań relaksacyjnych.
Literatura:
1. Zawadzki, Hofmokl - "Laboratorium fizyczne", PWN W-wa 1966, str. 489-501.
2. Dryński - "Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki", PWN W-wa 1967, str. 456-462.
3. Halliday - "Fizyka" - t. 2.