1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zbadanie przebiegu procesów ładowania
i rozładowania kondensatora oraz wyznaczenie stałych
czasowych dla układów RC.
2. Zagadnienia do przestudiowania
- Pole elektryczne – natężenie i potencjał.
- Pojemność kondensatora.
- Ładowanie i rozładowanie kondensatora.
- Stała czasowa obwodu.
4. Zasada pomiaru
Zestaw pomiarowy:
Rys. 5. Układ RC ze stałą pojemnością i stałą rezystancją
- układ ze zmienną rezystancją (potencjometr) i stałą pojemnością (220 µF),
Rys. 6. Układ RC ze stałą pojemnością i zmienną rezystancją do 600kΩ - zasilacz laboratoryjny do 30V,
- miernik pomiarowy Metex, - miernik uniwersalny,
- komputer PC.
Zadaniem jest stworzenie krzywych ładowania i rozładowania kondensatora dla dwóch w. w. układów oraz wyznaczenie stałych czasowych. Na zasilaczu należy ustawić wartości napięcia 5 i 10V. Dla układu ze zmienną opornością ustawiamy minimalną i maksymalną wartość rezystancji.
Należy wykonać pomiary dla trzech kombinacji.
- układ ze stałą rezystancją i stałą pojemnością (220 µF) - układ z dużą rezystancją oraz stałą pojemnością (220 µF)
- układ z małą rezystancją i stałą pojemnością (220 µF)
Na zasilaczu laboratoryjnym ustawiamy założone napięcia i podłączamy go do zacisków na wejściu układu RC. Miernik Metex podłączamy do zacisków na wyjściu układu oraz do komputera PC. W celu sprawdzenia wartości oporu elektrycznego na potencjometrze będącym częścią składową układu RC podłączamy miernik uniwersalny. Dla uzyskanych krzywych wyznaczyć stałe czasowe dla badanych układów. Pomiary rejestrowane są na komputerze PC. W opcjach programu pomiarowego ustawiamy skale napięcia oraz czasu. Przy rozładowaniu kondensatora jeden z przewodów zasilających odłączony a przełącznik ustawiony na 1. Do sprawozdania należy dołączyć wykresy sporządzone podczas zajęć laboratoryjnych.
5. Literatura
- Szczeniowski Sz., Fizyka doświadczalna, t. III, PWN, Warszawa, 1972 - Purcell E. M. , Elektryczność i magnetyzm, PWN, Warszawa, 1971 - R.Resnick, D.Halliday, J.Walker – Podstawy fizyki.
- J. Lech Opracowanie wyników pomiarów w laboratorium podstaw fizyki, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Częstochowa 2005.
