3. Порядок выполнения работы

Примечание. Экспериментальная часть работы содержит два задания. Количество заданий устанавливает преподаватель.

3.1. Задание № I. Экспериментальное исследование зарядки и разрядки конденсатора большой ёмкости.

3.1.1. Экспериментальная часть.

Измерения проводятся на лабораторной установке, состоящей из отдельного блока “R- С” и подключаемых к нему источника пи­тания (выпрямителя) и цифрового вольтметра. Для измерений требуют­ся также часы (секундомер) с отсчётом секунд и минут.

На рисунке 2 показана принципиальная схема блока " R - С ", (аналогичная схеме рис.1). В блоке имеется высокоёмкостный металло-бумажный либо электролитический конденсатор, резистор в цепи заря­дки с сопротивлением R₁ и резисторы в цепи разрядки с сопротивле­ниями R₀₂ и R₀₃. .

Величины сопротивлений R₁ и R₀₂ указаны на лабораторной установке. Значения ёмкости С и сопротивления R₀₃ требуется най­ти в опыте.

Четырёхполюсный тумблер К-2 служит для переключения режимов зарядки и разрядки конденсатора.

Двухполюсный тумблер К-3 позволяет подключать параллельно раз­рядному сопротивлению R₀₂ второй резистор с сопротивлением R₀₃.

Двухполюсный тумблер К-1 служит для "закорачивания" конденса­тора с целью его быстрой полной разрядки (при остаточном малом напряжении).

Подключаемый к блоку вольтметр имеет внутреннее сопротивление =10,1 МОм, которое образует параллельное соединение с резисто­рамиR₀₂ и R₀₃ при разрядке конденсатора, определяющее полную величину разрядного сопротивления.

Обозначения тумблеров К1, К2, и КЗ даны на лицевой панели бло­ка " R -C" с указанием их позиционных положений для разных ре­жимов. На лицевой панели обозначены также клеммы для подключения выпрямителя и вольтметра.

3.1.2. ИЗМЕРЕНИЯ.

1. Присоединить к сети с напряжением ~220 В выпрямитель и вольтметр (последний – в режиме измерения постоянного напряжения), включить выпрямитель тумблером на его панели – загорится сигнальная лампочка. После прогрева выпрямителя в течение 5 минут измерить и занести в протокол напряжение U_вх на клеммах выпрямителя с надписью 12 В.

2. Выключить выпрямитель и подключить соединительные провода от выпрямителя и вольтметра к соответствующим клеммам блока “R – C”.

3. Установить тумблер К1 блока “R – C” в положение "Вкл".

4. Установить тумблер К2 в нейтральное положение и включить выпрямитель.

5. Переключить тумблер К2 в положение "ЗАРЯД" и одновременно включить секундомер. Через каждые 30 сек. (т.е. 0,5 мин) заносить в табл.1- 1

1 – источник питания 2 – тумблер К2 3 – тумблер К3 4 – тумблер К1 5 - вольтметр

Рис. 2. Схема блока “R - C” контура

значения напряжений на конденсаторе в процессе его зарядки в течение 15 минут.

Таблица 1–1

t, мин	0	0,5	1	1,5	2	2,5	…….	15
U, В	0

Здесь в первом столбце табл. 1-1 указано, что в начальный момент включения секундомера () напряжение на конденсаторе.

6. Оставляя тумблер К2 в положении "ЗАРЯД", установить тумблер КЗ в положение “R₂”, обнулить секундомер.

7. Переключить тумблер К2 в положение "РАЗРЯД" и одновременно включить секундомер. В этот же момент времени зафиксировать значение напряжения на конденсаторе U_0c и занести его в табл. 2-1.

Следующие значения напряжений на конденсаторе в процессе его разрядки заносить в табл. 2-1 через каждые 30 сек. в течение 10÷12 минут.

Таблица 2-1

t (мин)	0	0,5	1	1,5	2	2,5	…….	12
U (В)

Здесь в первом столбце табл. 2-1 указано, что в начальный момент включения секундомера () напряжение на конденсаторе (на практике начальное напряжение при разрядке варьируе­тся в пределах от 10 В до 10,2 В).

8. Установить тумблер К2 в нейтральное положение и затем на короткое время выключить тумблер К1 с целью полной разрядки кон­денсатора.

9. Установить тумблер К1 в положение "ВКЛ" и выполнить снова зарядку конденсатора в соответствии с п.5. Результаты заносить в табл.1-2 (по форме табл. 1-1).

10. Оставляя тумблер К2 в положении "ЗАРЯД", установить тумблер КЗ в положение “R₃”.

11. Выполнить снова разрядку конденсатора в соответствии с п.7, результаты заносить в табл.2-2 (по форме табл. 2-1).

12. По окончании измерений выключить выпрямитель и отключить приборы от сети с напряжением ~220 В.

Тумблер К2 блока “R – C” установить в нейтральное положе­ние и выключить тумблер К1.

Этим завершаются прямые измерения в задании № 1.