Описание установки

На рисунке 2 представлена электрическая схема лабораторной установки для исследования процесса разряда конденсатора и измерения его емкости. В работе применяются электролитические конденсаторы емкостью 400...2500 мкФ, рассчитанные на напряжение 6...12 В. Резистор R имеет сопротивление 100...150 кОм. Для измерения тока применяется микроамперметр на 50 мкА или мультиметр DT – 830. Напряжение измеряется мультиметром.

Рисунок 2

6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомьтесь с установкой, подключите к клеммам 4 и 5 микроамперметр для измерения тока. Тумблер К 2 установите в нижнее положение. При таком положении в цепь подключается конденсатор С 1. В среднем и в вернем положении тумблера подключаются соответственно конденсаторы С 2 и С 3.

2. Замкните ключ К 1, определите начальный ток . Значение начального тока запишите в таблицу 1.

3. Отключите источник постоянного тока от конденсатора. Для этого выключите ключ К 1 и включите секундомер. Конденсатор начнет разряжаться через сопротивление резистора, ток со временем будет уменьшаться.

4. Снимите 10...15 показаний силы тока через каждые 10...20 с. Результаты измерений запишите в таблицу 1.

5. Повторите измерения для среднего и верхнего положения тумблера К 2. Результаты измерений запишите в таблицу 1.

6. Рассчитайте для всех значений времени величины и .

7. По данным таблицы 1 постройте графики зависимостей от времени для различных емкостей. По вертикальной оси (оси ординат) откладывайте значения, по горизонтальной оси (оси абсцисс) – время .

8. Экспериментальный график должен представлять собой прямую линию, проходящую через начало координат. Построение графика необходимо делать с использованием метода наименьших квадратов.

Таблица 1

Положение тумблера К 2	Время, t, с	I, мкА				С, мкФ
Нижнее	….. …..
Среднее	….. …..
Верхнее	….. …..
Емкость, С, мкФ	С 1 =	С 2 =	С 3 =
Сопротивление, , Ом	=

9. По графику определите тангенс угла наклона экспериментальной прямой к оси времени и по известному значению сопротивления резистора рассчитайте емкость конденсатора .

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Дайте физическое объяснение процессов, происходящих при разряде конденсатора. Получите зависимость силы тока от времени при разряде конденсатора через активное сопротивление.

2. Объясните методику определения электрической емкости в данной лабораторной работе.

3. В чем состоит физический смысл постоянной времени цепи?

4. Объясните почему при включении электролитического конденсатора в цепь необходимо учитывать его полярность.

5. Как будет влиять на время заряда и разряда конденсатора изменение напряжения источника постоянного тока, изменение сопротивления резистора?

6. Какую опасность представляют обесточенные цепи с заряженными конденсаторами?

* * *

Дата добавления: 2014-12-10