Politechnika Lubelska w Lublinie |
|||
Laboratorium elektrotechniki |
Ćwiczenie nr: 8 |
||
Nożyński Paweł Ochnik Piotr Smyk Elżbieta Szpakowski Marek |
Semestr: II |
Grupa: EDi. 2.1 |
Rok akadem.: 2002/2003 |
Temat: Stany nieustalone w obwodach z elementami RC |
Data wykonania: 18.03.03
|
Ocena:
|
|
Schemat pomiarowy:
Dobór przyrządów:
V1 - Woltomierze LM - 3,
V2 -Digitalvolmeter V240 (o rezystancji RV =14 MΩ)
Zasilanie z tablicy 5V
1. Ładowanie kondensatora
C1=40μF R1=1MΩ |
C2=20μF R2=3.3MΩ |
||||||||
t |
U |
uc |
uR |
i |
t |
U |
uc |
uR |
i |
s |
V |
V |
V |
μA |
s |
V |
V |
V |
μA |
3 |
2.6 |
0,21 |
2,39 |
2,39 |
3 |
2.6 |
0,12 |
2,48 |
0,75 |
6 |
|
0,38 |
2,22 |
2,22 |
6 |
|
0,24 |
2,36 |
0,71 |
9 |
|
0,56 |
2,04 |
2,04 |
9 |
|
0,35 |
2,25 |
0,68 |
12 |
|
0,72 |
1,88 |
1,88 |
12 |
|
0,47 |
2,13 |
0,64 |
15 |
|
0,89 |
1,71 |
1,71 |
15 |
|
0,59 |
2,01 |
0,6 |
18 |
|
1,01 |
1,59 |
1,59 |
18 |
|
0,68 |
1,92 |
0,58 |
21 |
|
1,14 |
1,46 |
1,46 |
21 |
|
0,77 |
1,83 |
0,55 |
24 |
|
1,26 |
1,34 |
1,34 |
24 |
|
0,86 |
1,74 |
0,52 |
27 |
|
1,37 |
1,23 |
1,23 |
27 |
|
0,94 |
1,66 |
0,5 |
30 |
|
1,48 |
1,12 |
1,12 |
30 |
|
1,01 |
1,59 |
0,48 |
33 |
|
1,56 |
1,04 |
1,04 |
33 |
|
1,09 |
1,51 |
0,45 |
36 |
|
1,65 |
0,95 |
0,95 |
38 |
|
1,19 |
1,41 |
0,42 |
39 |
|
1,74 |
0,86 |
0,86 |
43 |
|
1,28 |
1,32 |
0,4 |
42 |
|
1,8 |
0,8 |
0,8 |
48 |
|
1,39 |
1,21 |
0,36 |
45 |
|
1,85 |
0,75 |
0,75 |
53 |
|
1,46 |
1,14 |
0,34 |
50 |
|
1,94 |
0,66 |
0,66 |
58 |
|
1,55 |
1,05 |
0,31 |
55 |
|
2,04 |
0,56 |
0,56 |
63 |
|
1,63 |
0,97 |
0,29 |
60 |
|
2,11 |
0,49 |
0,49 |
68 |
|
1,7 |
0,9 |
0,27 |
65 |
|
2,13 |
0,47 |
0,47 |
73 |
|
1,77 |
0,83 |
0,25 |
73 |
|
2,22 |
0,38 |
0,38 |
81 |
|
1,87 |
0,73 |
0,22 |
81 |
|
2,27 |
0,33 |
0,33 |
89 |
|
1,95 |
0,65 |
0,19 |
89 |
|
2,35 |
0,25 |
0,25 |
97 |
|
2,02 |
0,58 |
0,17 |
97 |
|
2,39 |
0,21 |
0,21 |
107 |
|
2,09 |
0,51 |
0,15 |
105 |
|
2,42 |
0,18 |
0,18 |
117 |
|
2,16 |
0,44 |
0,13 |
113 |
|
2,44 |
0,16 |
0,16 |
127 |
|
2,22 |
0,38 |
0,11 |
121 |
|
2,48 |
0,12 |
0,12 |
137 |
|
2,26 |
0,34 |
0,1 |
|
152 |
|
2,33 |
0,27 |
0,08 |
||||
167 |
|
2,38 |
0,22 |
0,06 |
|||||
187 |
|
2,44 |
0,16 |
0,04 |
|||||
207 |
|
2,48 |
0,12 |
0,03 |
|||||
237 |
|
2,53 |
0,07 |
0,02 |
|||||
267 |
|
2,56 |
0,04 |
0,01 |
|||||
Wzory i przykładowe obliczenia:
s - teoretyczna stała czasowa 1
s- teoretyczna stała czasowa 2
0,21=2,39
Charakterystyki uC = f(t), uR = f(t), i = f(t) dla C = 40 μF i R1 = 1 MΩ
Charakterystyki uC = f(t), uR = f(t), i = f(t) dla C = 20 μF i R2 = 3,3 MΩ
2. Rozładowanie kondensatora
C1=40μF R1=1MΩ |
C2=20μF R2=3.3MΩ |
||||
t |
uc |
i |
t |
uc |
i |
s |
V |
μA |
s |
V |
μA |
3 |
2,64 |
-2,64 |
3 |
2,52 |
-0,76 |
6 |
2,48 |
-2,48 |
6 |
2,39 |
-0,72 |
9 |
2,26 |
-2,26 |
9 |
2,25 |
-0,68 |
12 |
2,07 |
-2,07 |
12 |
2,1 |
-0,63 |
15 |
1,87 |
-1,87 |
15 |
1,97 |
-0,59 |
18 |
1,77 |
-1,77 |
18 |
1,85 |
-0,56 |
21 |
1,62 |
-1,62 |
21 |
1,75 |
-0,53 |
24 |
1,49 |
-1,49 |
24 |
1,65 |
-0,5 |
27 |
1,34 |
-1,34 |
27 |
1,55 |
-0,46 |
30 |
1,22 |
-1,22 |
30 |
1,46 |
-0,44 |
33 |
1,12 |
-1,12 |
33 |
1,36 |
-0,41 |
36 |
1,03 |
-1,03 |
36 |
1,26 |
-0,38 |
39 |
0,93 |
-0,93 |
39 |
1,17 |
-0,35 |
42 |
0,85 |
-0,85 |
42 |
1,09 |
-0,33 |
45 |
0,77 |
-0,77 |
45 |
1,01 |
-0,3 |
50 |
0,66 |
-0,66 |
48 |
0,95 |
-0,28 |
60 |
0,57 |
-0,57 |
53 |
0,89 |
-0,26 |
65 |
0,5 |
-0,5 |
58 |
0,81 |
-0,24 |
70 |
0,43 |
-0,43 |
63 |
0,75 |
-0,22 |
78 |
0,34 |
-0,34 |
68 |
0,69 |
-0,2 |
86 |
0,27 |
-0,27 |
76 |
0,6 |
-0,18 |
94 |
0,22 |
-0,22 |
84 |
0,52 |
-0,15 |
102 |
0,17 |
-0,17 |
92 |
0,46 |
-0,13 |
110 |
0,14 |
-0,14 |
100 |
0,41 |
-0,12 |
118 |
0,11 |
-0,11 |
110 |
0,34 |
-0,1 |
128 |
0,08 |
-0,08 |
120 |
0,29 |
-0,08 |
138 |
0,06 |
-0,06 |
130 |
0,24 |
-0,07 |
153 |
0,03 |
-0,03 |
145 |
0,19 |
-0,05 |
168 |
0,02 |
-0,02 |
160 |
0,15 |
-0,04 |
188 |
0 |
0 |
180 |
0,11 |
-0,03 |
|
|
200 |
0,08 |
-0,02 |
|
|
|
220 |
0,06 |
-0,01 |
|
|
|
250 |
0,03 |
-0,009 |
|
|
|
280 |
0 |
0 |
|
C=18 μF, RV=14 MΩ, R1=0,91 MΩ, τ1 = 15,38s |
C=18 μF RV=14 MΩ R2=2MΩ τ2 =31,5 s |
||||
t |
uc |
i |
t |
uc |
i |
s |
V |
μA |
s |
V |
μA |
0 |
4,307 |
-5,041 |
0 |
3,982 |
-2,275 |
16 |
2,863 |
-3,347 |
34 |
1,502 |
-0,858 |
32 |
0,810 |
-0,948 |
68 |
0,623 |
-0,356 |
48 |
0,366 |
-0,428 |
102 |
0,266 |
-0,152 |
64 |
0,158 |
-0,185 |
136 |
0,107 |
-0,061 |
80 |
0,049 |
-0,057 |
170 |
0,030 |
-0,017 |
96 |
0,029 |
-0,034 |
204 |
0,011 |
-0,006 |
112 |
0,016 |
-0,019 |
|
|
|
Wzory i obliczenia
Charakterystyki uC = f(t), i = f(t) dla C = 18 μF i R1 = 0,91 MΩ, RV=14 MΩ
Charakterystyki uC = f(t), i = f(t) dla C = 18 μF i R2 = 2 MΩ, RV=14 MΩ
Wnioski
W ćwiczeniu woltomierz mierzący napięcie na kondensatorze był podłączony na stałe i jako element nie idealny posiada skończoną rezystancje (14MΩ), która została uwzględniona w obliczeniach.
Krzywe ładowania i rozładowania kondensatora otrzymane doświadczalnie zgadzają się z teoretycznymi przebiegami krzywej wykładniczej.
Czas ładowania jak i rozładowania zgodnie z teorią rośnie wraz ze wzrostem stałej czasowej τ (czyli wraz ze wzrostem wartości elementów R i C).
