2курс 1сем / ЛР7 физика
.docx
1. Цель работы.
Определить период релаксационных колебаний при помощи электронного осциллографа, снять вольтамперную характеристику газонаполненной лампы и изучить релаксационные колебания.
1
Рисунок
1. Схема лабораторной установки
Параметры установки.
Таблица 2.1
Название прибора |
Предел измерений |
Систематическая погрешность |
Класс точности |
Цена деления |
Вольтметр |
200 В |
2.5 В |
- |
5 В/дел |
3. Рабочие формулы.
В произвольный момент времени напряжение на обкладках конденсатора равно
Uc=U0-IR (1),
Где I-сила тока зарядки. Если q-заряд положительной обкладки конденсатора, то сила тока зарядки по определению равна
(2),
Заряд на обкладках конденсатора q и напряжение Uc связаны соотношением q=СUC, и поэтому
(3),
Подставив (3) в (1), находим
(4),
Разделение переменных в дифференциальном уравнении (4) приводит к выражению, удобному для непосредственного интегрирования
(5).
4. Результаты измерений и вычислений.
C1 = C2 = C3= 0,5мкФ
R = 24кОм = 24000Ом
ƒ0 = 50Гц
T = 1/ƒ0 = 0,5с
При U0 = 200В. UL = 175В. Uz = 140В.
При C1 n = 8,5 Δt1 = = 0,0023c
При C2 n = 21 Δt2 = = 0,0008c
При C3 n = 8 Δt3 = = 0,0003c
5. Пример расчетов по рабочим формулам.
n1 |
Δt1 |
n2 |
Δt2 |
n3 |
Δt3 |
8,5 |
0,0023c |
21 |
0,0008c |
41 |
0,0003c |
(4) Uа = 175 – 140 = 35 В
(5) T = 24000*0,00005*ln = 1,213с
6. Вычисление погрешностей.
Систематические погрешности.
Tср=0,02013c
Погрешность экспериментальных измерений равна:
Для C1 1=0,00003c
Для C2 2=0,00017c
Для C3 3=0,00013с
ср=0,00011c
Теоретически T=0,023
Для C1 =0,0023с 0,0003с
Для C2 =0,0008с 0,00017с
Для C3 =0,0003с 0,00013с
ср =0,0012с 0,0002с
Выводы
Погрешность при измерениях периода релаксационных колебаний теоретически (T=0,023с) и экспериментально (Tср=0,02013c) невелика и составляет
ср =0,0012с 0,0002с.
Процесс периодически повторяется с периодом T, что и означает возникновение релаксационных колебаний напряжения на обкладках конденсатора.