Ćwiczenie nr 44(1), Fizyka Medyczna, STUDIA, Rok I, Semestr I, Laboratorium Fizyczne, Instrukcje do ćwiczeń
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
UNIWERSYTET ĻLĢSKI W KATOWICACH
I PRACOWNIA FIZYCZNA
opracowaÿ: dr Jerzy Stasz
Ě W I C Z E N I E NR 44
WYZNACZANIE POJEMNOĻCI KONDENSATORA
Z KRZYWEJ ROZþADOWANIA
ZAGADNIENIA DO KOLOKWIUM WSTĦPNEGO
- pojemnoĻę elektryczna
- þadowanie i rozþadowanie kondensatora przez oprnik / R /
- dziaþanie prostownika dwupoþwkowego, - mostek Grtza
- dziaþanie woltomierza elektrostatycznego -elektrometru
APARATURA
- zestaw do wyznaczania pojemnoĻci kondensatora z krzywej rozþadowania
- elektrometr
-
komplet przewodw, stoper
WZORY SCHEMATY
ZALEņNOĺĘ NAPIĦCIA NA KONDENSATORZE OD CZASU PRZY ROZýADOWANIU PRZEZ OPìR /R/
U
=
U
exp
æ
−
t
ø
(44.1.)
0
RC
Po zlogarytmowaniu:
ln
U
=
ln
U
−
t
0
RC
Po podstawieniu:
U
y ln
=
,
y
=
0
lnU
0
y
=
y
0
−
a
×
t
(44.2.)
1
è
ö
NACHYLENIE PROSTEJ:
a
=
1
R
×
C
(44.3.)
POJEMNOĺĘ KONDENSATORA:
C
=
1
a
×
R
(44.4.)
Rys. 44.1. ZaleŇnoĻę napiħcia na kondensatorze U od czasu t
Rys. 44.2. ZaleŇnoĻę y = lnU od czasu t
2
Rys.44.3. Schemat ukþadu do wyznaczania pojemnoĻci kondensatora z krzywej
rozþadowania
Ws
- wyþĢcznik sieciowy
W1
- wþĢcznik do þadowania kondensatora
W2
- wþĢcznik rozþadowania przez opr /R/
R
-
R
1
= 1,18 ° 0,01MȪ
R
2
= 4,07 ° 0,01MȪ
R
3
= 6,70 ° 0,01MȪ
R
moŇe przyjmowaę wartoĻci: R
1
, R
2
, R
3
, R
1
+R
2,
R
1
+R
3
, R
2
+R
3
, R
1
+R
2
+R
3
C
Î badana pojemnoĻę; moŇna wþĢczyę C
1
, C
2
, C
3
, C
1
+C
2,
C
1
+C
3
, C
2
+C
3
, C
1
+C
2
+C
3
WYKONANIE ĘWICZENIA
1. Zapoznaę siħ z ukþadem do wyznaczania pojemnoĻci kondensatora z krzywej rozþadowania.
PodþĢczyę oĻwietlenie skali elektrometru.
2. Ustalię wartoĻę C (przeþĢczniki C
1
, C
2
, C
3
) . Ustalię wartoĻę R (przeþĢczniki R
1
, R
2
, R
3
).
WycisnĢę przeþĢcznik W
2
(rozþadowanie wyþĢczone). Odaretowaę elektrometr.
3. Za pomocĢ wþĢcznika W
1
(nacisnĢę i puĻcię) naþadowaę kondensator. WþĢczajĢc na moment W
2
ustalię napiħcie U
0
±32V. Odczytaę poczĢtkowe napiħcie U
0
na kondensatorze.
3
4. WþĢczajĢc jednoczeĻnie W2 i stoper wykonaę zaleŇnoĻci pomiary czasowej napiħcia od czasu
U=U(t) (rys.44.1.).
5. Dla ustalonej wartoĻci C wykonaę pomiary U=U(t) dla kilku wartoĻci R.
6. Wykonaę czynnoĻci z pkt.2-5 dla nastħpnej wartoĻci C.
UWAGA !!!
Î liczbħ pomiarw w pkt. 2-6 ustalię z prowadzĢcym
OPRACOWANIE WYNIKìW
1. WykreĻlię otrzymanĢ zaleŇnoĻę czasowĢ U=U(t). (Rys.44.1.). OkreĻlię niepewnoĻci pomiarowe
D
U
i
D
t. Zaznaczyę je na wykresie.
2. WykreĻlię zaleŇnoĻę y = lnU / y = (t) . (Rys.44.2.). OkreĻlię niepewnoĻci pomiarowe
D
y.
Zaznaczyę je na wykresie.
3. Wyznaczyę nachylenie prostej a metodĢ regresji liniowej lub metodĢ graficznĢ z wykresu
y = y(t).
4. Obliczyę pojemnoĻę kondensatora C (wzr 44.4.). Wyznaczyę
D
C.
5. Powtrzyę czynnoĻci z pkt. 1-4 dla nastħpnych pomiarw.
6. WyznaczajĢc danĢ pojemnoĻę C dla kilku wartoĻci oporu R
1
podaę wartoĻę ĻredniĢ
i odchylenie standardowe (np. metodĢ Studenta-Fishera).
LITERATURA
1. H. Szydþowski, áPRACOWNIA FIZYCZNAÑ, PWN Warszawa 1975r.
2. D. Halliday, R. Resnick, áFIZYKAÑ, t.II, PWN Warszawa 1994r.
3. S. Lebson, áELEKTRYCZNE PRZYRZġDY POMIAROWEÑ, WN-T Warszawa 1968r.
4
[ Pobierz całość w formacie PDF ]