Зарядка и разрядка конденсатора

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 22

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение переходных процессов в цепях постоянного тока с ем­костью.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Согласно второму закону коммутации: Напряжение на конденсаторе не может изменяться скачком.

Напряжение на конденсаторе изменяется постепенно, стремясь к величине напряжения источника питания по экспоненциальному закону. - это постоянная времени зарядки конденсатора, т. е. чем больше R и C, тем дольше длится процесс зарядки конденсатора. Чтобы определить ток, надо найти напряжение на R

и по закону Ома определить ток на R

Т.к. цепь неразветвленная (последовательная) через конденсатор будет протекать тот же ток. Следует заметить, что при зарядке конденсатора напряжение на конденсаторе постепенно увеличивается, а ток уменьшается, т. к. по мере зарядки конденсатора уменьшается разность потенциалов меду одноименными полюсами источника и конденсатора.

При разрядке конденсатора через сопротивление R напряжение и ток постепенно уменьшаются по экспоненциальному закону.

ПЛАН РАБОТЫ

1 Ознакомиться с оборудованием, электроизмеритель­ными приборами и схемой включения их в цепь.

2 Записать технические данные приборов.

3 Собрать электрическую цепь по схеме изображенной на рисунке 1 и дать проверить ее преподавателю.

PV1 - вольтметр Э-365 250В

PV2 - вольтметр С-50 300В

К – переключатель на стенде SA1.

Рисунок 1- Схема электрическая принципиальная

Примечания

1 Величины R и С задаются преподавателем. По заданным величинам определяется практическое время зарядки, τ =RC

2 Вилку осветителя вольтметра С-50 включать в сеть переменного тока с V=220B.

3 Поставьте переключатель в положение "1" и за­рядите конденсатор, контролируя процесс по секундомеру и вольтметру.

4 Показания приборов и результаты расчетов за­писать в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты опытов

Эксперимент	Измеряемые величины	Расчетные величины
t, с	U, В	UC, В	UR, В	I, мкА

5 Поставить переключатель в положение "2" и разрядить конденсатор.

6 Показания приборов и результаты расчетов за­нести в таблицу 2.

Таблица 1 – Результаты опытов

Эксперимент	Измеряемые величины	Расчетная величина
t,с	U,В	I, мкА

7 По результатам опытов построить графики: U = f (t); i = f (t).

8 Определить постоянную времени по графику и сравнить ее величину с постоянной времени, вычисленной по параметрам цепи.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Сформулируйте второй закон коммутации.

2 Как можно найти ток в цепи?

3 До какого напряжения заряжается конденсатор?

4 От чего зависит время зарядки конденсатора?

5 Покажите, как проходит ток зарядки конденсатора.

6 Покажите путь разрядки конденсатора.

7 Объясните, почему при зарядке напряжение на конденсаторе растет, а ток уменьшается?

8 Объясните, почему при разрядке конденсатора и напряжение и ток уменьшаются.

Дата добавления: 2014-12-10