Порядок выполнения работы. Рабочую схему установки для изучения процессов заряда и раз­ряда конденсатора получим, объединив схемы

Рабочую схему установки для изучения процессов заряда и раз­ряда конденсатора получим, объединив схемы, изображенные на рис. 1 и рис. 3 (рис. 5). В положении ключа «I» осуществляется зарядка конденсатора, в положении «II» - разрядка. Обратите внимание, что ключ не только присоединяет и отсоединяет источник питания в этих режимах, но и коммутирует полярность включения микроамперметра (токи зарядки и разрядки противоположны по направлению). Убедитесь в этом по схеме рис. 5. Микроамперметр , ключ , батарея конденсаторов и соединительные гнезда размещены на макете, к которому подключается источник питания ,сопротивление и вольтметр. Вольтметр добавлен в схему для измерения напряжения на конденсаторе.

Рис. 5. Схема для изучения процесса заряда и разряда конденсатора.

1. Получите у преподавателя задание для измерения емкости конден­сатора. Соберите рабочую схему (рис. 5). После проверки ее лаборантом, включите источник питания и вольтметр всеть и прогрейте их в течение 5 – 10 мин. По инструкции, имеющейся в лаборатории, ознакомьтесь с правилами работы с вольтметром.

Замкните конденсатор проволочной перемычкой и установите ключ в положение «I».

3. Ручкой «» источника питания установите максимально возможное значение тока, но не более . Ток контролировать по прибору , включенному в схему. Выбранное значение тока есть ток в (5, 9).

4. Поставьте ключ в положение «II», снимите ранее установленную перемычку и включите схему в режим заряда, одновременно запустите секундомер. Более удобно фиксировать промежутки времени между измерениями по срабатыванию периодического запуска вольтметра «Ф4202».

Следует снять показания непрерывно изменяющегося тока с прибора , затем снять напряжение, которое было на конденсаторе в момент измерения.

Измерения проводятся до тех пор, пока показания прибора перестанут заметно изменяться.

5. Из режима заряда перевести схему в режим разряда и повторить измерения по п. 4.

6. Измерения по п. 4, 5 провести не менее трех раз. Рекомендуе­мая форма записи результатов - колонки данных.

7. Используя результаты измерений, на миллиметровой бумаге по­стройте по одному графику зависимостей .Определите величину сопротивления из полученных данных. Объясните, почему ток разряда конденсатора стремится не к ну­лю, а к некоторой ненулевой величине. Из результатов измере­ний вычислите внутреннее сопротивление вольтметра.

8. Величины - экспоненциальные функции времени, нелинейные.

Если их построить в полулогарифмическом масштабе, то они будут иметь вид прямых, что удобно для проверки экспоненциального характера измеренной зависимости и расчета времени релаксации из данных эксперимента. Логарифмируя (7, 9), имеем:

и ,

т. е. зависимость логарифма напряжения (тока) от времени – линейная. Постройте по три экспериментальных графика в одних осях для и для в зависимости от . По точкам проведите прямые линии. На каждой линии возьмите две точки и , и определите . По вычисленным и найдите . При обработке данных эксперимента рекомендуем использовать метод наименьших квадратов и ЭВМ.