Порядок выполнения работы. 1. Рассчитайте величины сопротивлений, которые позволяют получить постоянную времени контура t в диапазоне 30 – 120 сек

1. Рассчитайте величины сопротивлений, которые позволяют получить постоянную времени контура t в диапазоне 30 – 120 сек. Конкретные данные о емкости конденсатора (10 – 30 мкФ) и о значении зарядного напряжения получите у преподавателя.

2. Подберите необходимые вольтметры для контроля напряжения в цепи. Вольтметр V₁, измеряющий напряжение на сопротивлении, выберите из вольтметров электростатической системы (С-95). Конкретный резистор R для схемы выбирайте из диапазона рассчитанных сопротивлений и согласуйте с преподавателем. Оцените время релаксации t для данного контура и заряд на обкладках конденсатора в момент полной зарядки: Q = CU.

3. Соберите схему, приведенную на рис. 3. В качестве источника тока используйте ВУП-2. Ключ K₂ предназначен для снятия остаточного заряда конденсатора. Используйте его перед каждой зарядкой конденсатора. После проверки схемы преподавателем или лаборантом замкните конденсатор на источник тока (положение 1 переключателя К₁).

4. Сделайте 9-11 измерений напряжения на резисторе R от времени U_R(t). Для отсчета времени используйте секундомер. Данные занесите в таблицу.

5. Рассчитайте значения тока I_З(t), протекающего в цепи при заряд­ке конденсатора.

6. Отключите конденсатор от источника. Измените полярность вольтметра V₁. Переключите конденсатор на резистор R (положение 2 переключателя К₁). Сделайте 9-11 измерений напряжения на резисторе R от времени U_R(t). Результаты измерений занесите в таблицу. Для снятия остаточного заряда конденсатора замкните ключ K₂.

7. Рассчитайте значения тока I_Р(t), протекающего в цепи при разряд­ке конденсатора.

8. Постройте графики зависимости: I_З(t) и I_Р(t). По графикам определите время релаксации. Сравните экспериментальные значения t с расчетными.

9. Измените сопротивление R. Повторите эксперимент по зарядке и разрядке. Постройте полученные зависимости на тех же графиках. Проанализируйте зависимость t(R).

10. По графикам I_З(t) и I_Р(t) для всех использованных R оцените заряд на конденсаторе Q. Используйте метод численного интегрирования.

Поскольку I = , заряд .Заряд Q численно равен площади под кривой зависимости I(t). Для проведения численного интегрирования график зависимости I(t) разбейте на небольшие прямоугольные участки с одинаковым (малым) основанием D t (рис.4). Определите среднее значение тока на каждом участке D t. Рассчитайте площади всех прямоугольников. Просуммируйте полученные значения. Это и будет заряд Q. Полученный результат сравните с расчетным.

Таблица

C = ________, R = _________, t_РАСЧ= _________, Q _РАСЧ = ________

№ п/п	Зарядка конденсатора	Разрядка конденсатора
t, сек	UR, В	IЗ,А	t, сек	UR,В	IР,А