LABORATORIUM FIZYKI
ĆWICZENIE: 12
DATA: 8.11.2009
Wydział:
SiMR
Grupa:
3.1
Zespół:
3
Punktacja:
Przygotowanie:
Nazwisko i imię: Piotr Paziński
Temat ćwiczenia: Badanie procesów relaksacyjnych w obwodach elektrycznych
Sprawozdanie:
Prowadzący:
Suma punktów:
WSTĘP
Procesem relaksacyjnym nazywamy przejście układu fizycznego do stanu równowagi, czyli stanu o najniższej energii.Są to zjawiska nieodwracalne z uwagi na fakt, iż część energii ulega w nim rozproszeniu. W badanym przypadku procesem relaksacyjnym jest ładowanie i rozładowywanie kondensatora w obwodzie elektrycznym RC. Wszystkie obserwacje opierały się na II Prawie Kirchhoffa, czyli suma spadków napięć w obwodzie równa jest 0.
UKŁAD POMIAROWY, WYKONANIE CWICZENIA
Cwiczenie składało się z dwóch części. Celem pierwszej części ćwiczenia było wyznaczenie czasu połowicznego zaniku T1/2 dla kondensatora w układzie ładowania i rozładowania, wyznaczenie czasu relaksacji τ oraz cykliczne pomiary rezystancji w układzie.Natomiast w drugiej części cwiczenia należało wyznaczyc napięcie zapłonu i gaśnięcia neonówki oraz zbadac zależność okresu drgań od wartości rezystancji R i pojemności C
Układ złożony z zasilacza, kondensatora, klucza, mikroamperomierza oraz rezystora.
Układ złożony z tych samych czesci co poprzedni jednak w innym zestawieniu.
Schemat złożony z rezystora, neonówki oraz woltomierza.
W tym układzie został jeszcze dodany kondensator.
Wykonanie cwiczenia
Pierwsza czesc cwiczenia.
Badanie procesu ładowania ( rozładowywania) kondensatora
- Połączono układ według schematu „Obwód ładowania/rozładowania kondensatora”;
- Zmierzono czas połowiczny w zakresie od 120 do 60 mikroamperów
- Po rozwarciu klucza, co 5 sekund mierzonowartość oporu. Pomiary przeprowadzono dla ładowania i roładowanie kondensatora;
- Pomiar przeprowadzamy do osiągnięcia ok. 15% wartości wyjściowej.
Druga część cwiczenia
1. Badanie napięcia zapłonu Uz i gaśnięcia Ug neonówki
- Połączono układ według schematu „Schemat układu do pomiaru napięcia zapłonu i gaśnięcia neonówki”;
- Pokrętłem zasilacza regulowanego zwiększano napięcia do momentu zapalenia się neonówki;
- Odczytano napięcie tuż przed zapłonem;
- Obniżono napięcie aż do zgaszenia się neonówki;
- Pomiary wykonujemy 5 razy
3. Badanie zależności okresu drgań od wartości rezystancji R i pojemności C
-Połączono układ według schematu „Układ do obserwacji drgań relaksacyjnych w obwodzie RC z lampą neonową”;
- Ustawiano napięcie przy którym możemy zaobserwować rozbłysk neonówki;
- Zmierzono czas 20 rozbłysków dla różnych rezystancji przy stałym napięciu zasilania i stałej pojemności kondensatora.
Wszystkie pomiary przeprowadzano dla kondensatorów o pojemnościach C1=0,47[] , C2=1[] , C3=2,2[] oraz oporności 320[], 390[] 470[], 560[], 680[], 760[], 835[]. Pomiary były prowadzone przy napięciu zasilacza [V]
WYNIKI, ICH OPRACOWANIE I RACHUNEK BŁĘDU
Wyniki pomiarów przedstawiają poniższe tabele.
Ładowanie kondensatora:
Io(mA)\t(s)
0
5
10
30
35
40
45
50
55
60
65
C1=200mF
R1=200W
120
106
94
57
51
46
36
31
28
24
R2=300W
111
103
74
68
63
58
53
49
41
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
curwa88