Sprawozdanie ćw. 12

Bielinski Rafał A-21

Badanie procesów relaksacyjnych w obwodach elektrycznych

1 Opis zjawiska

Drgania elektryczne są to zmiany napięcia charakteryzujące się powtarzalnością w czasie (okresem). Dzielą się na dwa rodzaje, na drgania sinusoidalne i wykładnicze (które czasem są zwane relaksacyjnymi). Przykładem drgań relaksacyjnych są drgania występujące podczas ładowania i rozładowywania kondensatora. Do występowania drgań relaksacyjnych potrzebny jest element, powodujący naprzemienne rozładowywanie i ładowanie kondensatora (na przykład neonówka). Kondensator ładuje się aż napięcie na nim przekroczy Uz (napięcie zapłonu) i neonówka zacznie przewodzić prąd. Wtedy kondensator zaczyna się rozładowywać. Gdy napięcie na nim spadnie poniżej Uq (napięcie gaśnięcia) kondensator znowu zaczyna się rozładowywać. Dla każdej neonówki Uz jest większe niż Ug. Cały proces powtarza się cyklicznie, a napięcie na kondensatorze zmieniało pomiędzy Ug a Uz.. Okres drgań zależy od C kondensatora i R opornika, a także U

Podczas ładowania kondensatora napięcie na jego okładkach narasta

wg wzoru :

podczas rozładowania :

2. Opis doświadczenia

R= 100 kΩ

C= 62,97 μF

τ=RC

τ= 0,006297 (teoretyczne)

T (s)	U (V)
1	5,4
2	12,1
3	20
4	24,6
5	28
10	39,6
15	44,2
20	46,9
25	28,3

Dla U = 50 V

T (s)	I (mA)
1	0,394
2	0,368
3	0,296
4	0,259
5	0,221
10	0,104
15	0,052
20	0,026
25	0,012

3. Badanie Uz i Ug

Uz [V]	76,4	76,6	76,9	76,5	76,5	Wartość średnia	76,58
Ug [V]	60,9	60,8	61	60,8	60,9	Wartość średnia	60,88

Uz = 76,58 V

Ug = 60,88 V

4. Badanie okresu dla określonych wartości oporu

C= 1 μF

Dla ustalonego napięcia U=70,7 [V] mierzymy okres drgań relaksacyjnych. Podczas zmiany rezystancji w granicach 200÷850 kΩ mierzymy stoperem czas 20 okresów a następnie dzielimy zmierzony czas przez liczbę okresów i uzyskujemy dokładniejszy niż przy pomiarze czasu jednego okresu czas przebiegu jednego cyklu.

	R 200kΩ	R 300kΩ	R 470kΩ	R 570kΩ	R 850 kΩ
T 20 rozblyskow (s)	11,76	16,67	28,57	33,3	40
t rozbłysku (s)	1,7	1,2	0,7	0,6	0,5

Niepewność pomiaru: +-0,05 s (wynikła z refleksu badającego)

5. Analiza błędów

- Pomiar Uz i Ua

∆Uz= ∆Uq = (klasa x zakres)/100

Klasa 0,5

Zakres 200 V

∆Uz = ∆Ug= +-1 V

- Pomiar I

∆I= (klasa x zakres)/100

Klasa 0,5

Zakres 2mA

∆I = +-0,01 mA

6. Wnioski

Jak można zauważyć z wykresów, wraz ze wzrostem napięcia okres drgań relaksacyjnych maleje. Podobnie jest w przypadku wzrostu oporu. Zgodnie z teorią napięcie zapłonu powinno być większe od napięcia gaśnięcia co jest zgodne z wynikami doświadczenia.

---