POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI TEORETYCZNEJ
Temat :
Stany nieustalone w obwodach RC.
Adam Makowski
Krzysztof Mariańczyk
Marek Oblas
Wydz. Elektryczny
Grupa IV
Cel ćwiczenia.
Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się ze stanami nieustalonymi występującymi w obwodach elektrycznych zawierające elementy RC.
Spis przyrządów.
1) Multimetr elektroniczny.
2) Zasilacz laboratoryjny - stabilizowany
3) Rezystor 510kΩ
4) Kondensator 50μF
Układy pomiarowe.
Pomiar prądu ładowania kondensatora i = f(t).
Pomiar napięcia na zaciskach kondensatora UC = f(t) (proces ładowania).
3. Pomiar prądu rozładowania kondensatora i = f(t).
4. Tabele pomiarowe.
Tabela 1. Pomiar prądu ładowania kondensatora i = f(t).
Lp. |
1 |
2 |
2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
t [s] |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
70 |
80 |
90 |
I[mA] |
0,6 |
0,52 |
0,42 |
0,34 |
0,28 |
0,22 |
0,18 |
0,14 |
0,12 |
0,1 |
0,08 |
0,06 |
0,045 |
0,025 |
0,02 |
0,015 |
Tabela 2. Pomiar napięcia na zaciskach kondensatora UC = f(t) (proces ładowania).
Lp. |
1 |
2 |
2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
t [s] |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
70 |
80 |
90 |
U [V] |
0 |
0,35 |
1,05 |
1,45 |
1,8 |
2 |
2,25 |
2,4 |
2,55 |
2,65 |
2,75 |
2,8 |
2,9 |
3,1 |
3,15 |
3,2 |
Tabela 3. Pomiar prądu rozładowania kondensatora i = f(t).
Lp. |
1 |
2 |
2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
t [s] |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
70 |
80 |
90 |
I[mA] |
0,6 |
0,52 |
0,42 |
0,34 |
0,28 |
0,22 |
0,18 |
0,14 |
0,12 |
0,1 |
0,08 |
0,06 |
0,045 |
0,025 |
0,02 |
0,01 |
5. Wykresy.
6. Wyznaczanie stałej czasowej.
τ=RC
τ=510·103·50·10 - 6=25,5 [s]
Wnioski.
W naszym ćwiczeniu badaliśmy obwód RC. Poddawaliśmy kondensatory ładowaniu a następnie rozładowaniu. Na podstawie pomiarów wykonaliśmy wykresy i po dokonaniu niezbędnych obliczeń zauważyliśmy, że napięcie ładowania kondensatora asymptotycznie dąży do wartości napięcia ustalonego U. Prąd ładowania kondensatora ma największą wartość w chwili t=0. W miarę upływu czasu prąd wykładniczo maleje do 0, a w stanie ustalonym po naładowaniu kondensatora nie płynie. Im większa jest rezystancja R w obwodzie ładowania i im większa jest pojemność C ładowanego kondensatora, tym wolniej przebiega proces ładowania.
Bezwładność układu charakteryzuje stała czasowa układu , którą można regulować przez zmianę wartości R i C. Stała czasowa odpowiada stromości spadku prądu w funkcji czasu.
Napięcie podczas ładowania kondensatora rośnie stopniowo, aż do uzyskania przez kondensator jego napięcia znamionowego. Czas po jakim kondensator uzyska napięcie znamionowe jest zależny od jego stałej czasowej.
Prąd rozładowania kondensatora w funkcji czasu ma przebieg podobny wykresu jego ładowania, tzn. ma charakter stopniowo malejący.
1
1
