Исследование процессов заряда и разряда конденсатора
Автор: SASADE23 • Сентябрь 8, 2021 • Лабораторная работа • 1,099 Слов (5 Страниц) • 320 Просмотры
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
[pic 1]
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра общей и технической физики
ОТЧЕТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
По дисциплине Физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема работы: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА КОНДЕНСАТОРА_
Выполнил: студент гр. ТЭ-20 Спиридонов М.А.
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
Дата:
Проверил
руководитель работы:
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2021
- Цель работы
Экспериментальная проверка экспоненциального характера процессов заряда и разряда конденсатора. Экспериментальное определение постоянной времени RC-цепи.
- Краткое теоретическое содержание
Явление, изучаемое в работе
способность конденсатора накапливать и отдавать электрический заряд.
Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин
Электроемкость проводника - способность проводников накапливать электрический заряд.
Конденсатор -система из двух изолированных друг от друга проводников, которые называют пластинами (обкладками).
Электрическое поле - вид материи, окружающей электрические заряды и проявляющийся в действии на эти заряды.
Напряженность - силовая характеристика электрического поля.
Электрический ток — направленное движение электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля.
Электрический заряд — это связанное с телом свойство, позволяющее ему быть источником электрического поля и участвовать в электромагнитных взаимодействиях.
Диэлектрик (изолятор) — материал, плохо проводящий или совсем не проводящий электрический ток.
RC-цепь - электрическая цепь, состоящая из конденсатора и резистора.
Законы и соотношения
Второе правило Кирхгофа: [pic 2],
- Схема установки
[pic 3]
- Расчетные формулы
Напряжения на конденсаторе, зависящее от времени в процессе его заряда
[pic 4] (1)
R- Сопротивление, Ом;
U0 - Напряжение в начальный момент времени, В;
C - Емкость конденсатора, Ф;
t- Время, с;
Напряжения на конденсаторе, зависящее от времени в процессе его разряда
[pic 5] (2)
Постоянная времени RC-цепи
[pic 6] (3)
- Погрешности прямых измерений
- погрешность прямых измерений времени[pic 7]
– погрешность прямых измерений напряжения[pic 8]
- Абсолютная погрешность косвенных измерений
(4)[pic 9]
- Исходные данные
1) первый комплект приборов [pic 10]Ф, [pic 11] Ом, [pic 12]В
2) второй комплект приборов [pic 13]Ф, [pic 14] Ом, [pic 15]В.
3) третий комплект приборов [pic 16]Ф, [pic 17] Ом, [pic 18]В.
- Графический материал
Таблица 1
Теоретические значения напряжения на конденсаторах при разрядке и зарядке в трех комплектах RC-цепей
| Комплект 1 | Комплект 2 | Комплект 3 | |||
t | Uc1 заряд. | Uc1 разряд. | Uc2 заряд. | Uc2 разряд. | Uc3 заряд. | Uc3 разряд. |
с | В | В | В | В | В | В |
5 | 1,21 | 10,69 | 0,13 | 7,06 | 2,44 | 8,59 |
10 | 2,30 | 9,61 | 0,25 | 6,99 | 4,38 | 6,84 |
15 | 3,28 | 8,64 | 0,38 | 6,92 | 5,93 | 5,45 |
20 | 4,16 | 7,77 | 0,50 | 6,84 | 7,17 | 4,34 |
25 | 4,95 | 6,99 | 0,62 | 6,77 | 8,15 | 3,46 |
30 | 5,66 | 6,28 | 0,74 | 6,70 | 8,93 | 2,76 |
35 | 6,30 | 5,65 | 0,86 | 6,63 | 9,56 | 2,20 |
40 | 6,88 | 5,08 | 0,98 | 6,56 | 10,05 | 1,75 |
45 | 7,39 | 4,56 | 1,10 | 6,49 | 10,45 | 1,39 |
50 | 7,86 | 4,10 | 1,21 | 6,42 | 10,76 | 1,11 |
55 | 8,28 | 3,69 | 1,33 | 6,35 | 11,01 | 0,88 |
60 | 8,65 | 3,32 | 1,44 | 6,28 | 11,22 | 0,70 |
70 | 9,29 | 2,68 | 1,66 | 6,15 | 11,50 | 0,45 |
80 | 9,81 | 2,17 | 1,88 | 6,02 | 11,68 | 0,28 |
90 | 10,23 | 1,75 | 2,09 | 5,90 | 11,80 | 0,18 |
100 | 10,57 | 1,42 | 2,30 | 5,77 | 11,87 | 0,11 |
110 | 10,84 | 1,14 | 2,50 | 5,65 | 11,92 | 0,07 |
120 | 11,07 | 0,93 | 2,70 | 5,53 | 11,95 | 0,05 |
130 | 11,25 | 0,75 | 2,90 | 5,41 | 11,97 | 0,03 |
140 | 11,39 | 0,60 | 3,09 | 5,30 | 11,98 | 0,02 |
150 | 11,51 | 0,49 | 3,28 | 5,19 | 11,99 | 0,01 |
160 | 11,60 | 0,40 | 3,46 | 5,08 | 11,99 | 0,01 |
170 | 11,68 | 0,32 | 3,64 | 4,97 | 11,99 | 0,00 |
180 | 11,74 | 0,26 | 3,82 | 4,87 | 12,00 | 0,00 |
190 | 11,79 | 0,21 | 3,99 | 4,77 | 12,00 | 0,00 |
200 | 11,83 | 0,17 | 4,16 | 4,67 | 12,00 | 0,00 |
210 | 11,86 | 0,14 | 4,32 | 4,57 | 12,00 | 0,00 |
220 | 11,89 | 0,11 | 4,49 | 4,47 | 12,00 | 0,00 |
230 | 11,91 | 0,09 | 4,64 | 4,38 | 12,00 | 0,00 |
240 | 11,93 | 0,07 | 4,80 | 4,28 | 12,00 | 0,00 |
250 | 11,94 | 0,06 | 4,95 | 4,19 | 12,00 | 0,00 |
260 | 11,95 | 0,05 | 5,10 | 4,11 | 12,00 | 0,00 |
270 | 11,96 | 0,04 | 5,24 | 4,02 | 12,00 | 0,00 |
280 | 11,97 | 0,03 | 5,39 | 3,94 | 12,00 | 0,00 |
290 | 11,97 | 0,02 | 5,53 | 3,85 | 12,00 | 0,00 |
300 | 11,98 | 0,02 | 5,66 | 3,77 | 12,00 | 0,00 |
...