- •Электромагнетизм Лабораторный практикум по физике ч а с т ь 2
- •Лабораторная работа № 14 Изучение электрических свойств сегнетоэлектриков
- •Краткие сведения из теории
- •Приборы и оборудование
- •Метод измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1. Определение тангенса угла диэлектрических потерь
- •Задание 2. Определение остаточного смещения , коэрцитивного поля и спонтанной поляризации насыщения
- •Задание 3. Получение основной кривой поляризации и изучение зависимости
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15 Определение отношения заряда электрона к его массе методом магнетрона
- •Краткие сведения из теории
- •Приборы и оборудование
- •Метод измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Приборы и оборудование
- •Метод измерения
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Определение зависимости магнитной индукции в средней точке на оси соленоида и тарировка датчика Холла
- •Задание 2. Исследование зависимости индукции магнитного поля от координаты z, отсчитываемой от средней точки
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №17 Изучение явления взаимной индукции
- •Краткие сведения из теории
- •Приборы и оборудование
- •Метод измерения
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Измерение коэффициентов взаимной индукции m21 и m12 и исследование их зависимости от взаимного расположения катушек
- •Задание 2. Измерение м21 при различных значениях амплитуды питающего напряжения
- •Задание 3. Измерение м21 при различных частотах питающего напряжения
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №18 Определение работы выхода электронов из металла
- •Краткие сведения из теории
- •Приборы и оборудование
- •Метод измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №19 Изучение процессов заряда и разряда конденсаторов
- •Краткие сведения из теории
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1. Изучение кривых заряда и разряда конденсатора
- •Задание. 2. Построение кривой разряда конденсатора в логарифмическом масштабе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №20 Исследование затухающих колебаний в колебательном контуре
- •Краткие сведения из теории
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Измерение периода, логарифмического декремента и параметров l, с, r колебательного контура
- •Задание 2. Исследование фазовых кривых
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №21 Изучение вынужденных колебаний в колебательном контуре
- •Краткие сведения из теории
- •Метод измерения
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1. Снятие резонансных кривых
- •Задание 2. Определение зависимости резонансной частоты от емкости с
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 22 Изучение электрических колебаний в связанных контурах
- •Краткие сведения из теории
- •Приборы и оборудование
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Электромагнетизм
- •190005, С.-Петербург, 1-я Красноармейская ул., д.1
Задание 1. Изучение кривых заряда и разряда конденсатора
Установить усиление канала Y осциллографа таким, чтобы высота импульса на экране была максимальной. Совместить начало кривой заряда с началом шкалы осциллографа. Установить частоту развертки осциллографа такой, чтобы на экране уместилась полная кривая заряда и разряда конденсатора. Снять зависимость , измеряяв секундах, а– в вольтах. Записать 8–10 значенийиY. Результаты занести в табл. 19.1. Построить кривую заряда конденсатора.
Т а б л и ц а 19.1
Х, с |
|
Y, В |
|
Аналогичные измерения провести для кривой разряда, совместив ее начало с началом координат на шкале осциллографа. Результаты занести в табл. 19.2. Построить кривую разряда конденсатора.
Т а б л и ц а 19.2
Х, с |
|
Y, В |
|
По кривым заряда и разряда конденсатора определить время, за которое величина напряжения падает до половины первоначального значения («половинное время») и по формуле (19.10) вычислить время релаксации .
Не изменяя усиление канала Y осциллографа, получить на экране кривые заряда и разряда конденсатора при других значе-ниях R2 и С, оставляя неизменной величину сопротивления R1 = 102 Ом. Рекомендуемые значения R2 и С следующие:
R2 = 103 Ом; С = 2∙10-2 …4∙10-2 мкФ;
R2 = 2∙103 Ом; С = 10-2 мкФ;
R2 = 3∙103 Ом; С = 10-2 мкФ.
Измерить по наблюдаемым на экране осциллографа кривым релаксации заряда «половинное время» в делениях шкалы. Затем перевести в секунды.
Для получения достаточно полного процесса заряда и разряда конденсатора можно изменять частоту следования импульсов, меняя частоту сигнала звукового генератора.
Вычислить постоянную времени RC, используя значения параметров RС-цепи. Учесть, что при заряде конденсатора , а при разряде. Рассчитать отношениекRC для всех случаев по формуле
. (19.11)
Сравнить величину А с теоретическим значением, равным .
Оценить погрешность измерений по формуле
где – среднее значение выполненных измерений.
Задание. 2. Построение кривой разряда конденсатора в логарифмическом масштабе
Из формулы (19.8) находим
(19.12)
Логарифмируя обе части формулы (19.12), получаем
(19.13)
Воспользовавшись данными табл. 19.2, построить логарифмическую зависимость, функции от времениt, учитывая, что при . Котангенс угла наклона полученной прямой есть характеристическое время релаксации заряда или постоянная времениRC:
. (19.14)
Сравнить полученные результаты со значениями постоянной времени, найденными в задании 1.
Контрольные вопросы
Что такое кривая релаксации заряда?
Как определяется характеристическое время релаксации ?
Опишите блок-схему установки.
Как зависит время заряда и разряда конденсатора от элементов цепи R1, R2, С?
Какова зависимость напряжения на конденсаторе и тока в цепи от времени, т.е. и, в процессе заряда и разряда конденсатора?
Библиогр.: [5, 4, 6].