Порядок выполнения работы. Выполнение измерений

Выполнение измерений

1 Соберите электрическую цепь по монтажной схеме, приведенной на рисунок 4.

2 Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка» (поз. 19, см. рисунок 1 на стр. 6).

3 Кнопками установки напряжения «0…15 В» (поз.14, рисунок 1, стр. 6) установите на конденсаторе напряжение от 10 до 15 В (по заданию преподавателя).

4 Отключите конденсатор от регулируемого источника постоянного напряжения, переведя ключ в положение «В», и по мере разряда конденсатора через каждые 5 секунд записывайте показания вольтметра в таблицу.

Таблица

t, c	… мкФ	… мкФ
U 1, B	ln U 1	, B	ln
Средняя точка (Приложение 1.1)

5 Подсоедините параллельно к конденсатору второй конденсатор и повторите аналогичные измерения для параллельно-соединенных конденсаторов .

6 Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.

Обработка результатов измерений

1 Рассчитайте и запишите в таблицу емкость конденсатора по формуле для параллельного соединения:

…мкФ

2 На одном поле чертежа постройте графики зависимостей U ₁ = f(t) и ln U ₁ = f(t) для конденсатора , а на другом = f(t) и ln = f(t) для кондерасатора , располагая ось напряжения U с левой стороны, а ось ln U – с правой.

3 Определите по графикам ln U ₁ = f(t) и ln = f(t) угловые коэффициенты и линейных зависимостей (см. приложение 1 формула (1)) и постоянные времени цепи и для каждого значения емкости.

4 Рассчитайте сопротивление вольтметра R по формуле (5) для каждого значения емкости:

… Ом, … Ом

5 Оцените относительную погрешность измеренных величин:

и ,

где и – погрешности угловых коэффициентов (см. формулу (4) в приложении 1).

6 В выводе по работе сделайте анализ полученных экспериментальных зависимостей и оцените точность метода определения постоянной времени.

Контрольные вопросы

1 Какой ток называют квазистационарным? Сформулируйте условие квазистационарности электрического тока.

2 Какие физические законы и формулы используются для получения зависимости напряжения от времени при разряде конденсатора?

3 По какому закону изменяются со временем при разряде конденсатора следующие величины: 1) заряд обкладки, 2) напряжение конденсатора, 3) ток в RC- цепи?

4 Какую величину называют постоянной времени цепи и что она показывает?

5 Как связана постоянная времени RC- цепи с параметрами этой цепи?

6 Укажите режим работы мультиметра при проведении измерений: измеряемая величина, режим и входы для подключения прибора.

7 Какое назначение имеет источник питания в исследуемой электрической цепи?

8 С какой целью в работе строят график зависимости ln U = f (t)?

9 Каким образом можно показать, что опытная зависимость является экспоненциальной?

10.Как экспериментально определяют постоянную времени цепи, содержащей R и C?

11.Каким способом в данной работе измеряют сопротивление вольтметра?

12.Какие формулы используют в работе для определения следующих величин:

а) постоянной времени цепи,

б) сопротивления мультиметра?

13.Как оценивают в работе погрешность определения постоянной времени?