- •Техника безопасности
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •28 Движущуюся со скоростью V в магнитном поле с индукцией b , действует Сила Лоренца направлена перпендикулярно к плоскости, в которой лежат
- •V . Таким образом,
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •7. Вывести соотношение (6.3) и найти зависимость напряженности
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Библиографический список
- •Электричество и магнетизм
Контрольные вопросы
1. Какова роль нуль-индикатора в мостовой схеме? Какие приборы
могут играть его роль?
2. Выведите условие равновесия моста Уитстона.
3. Выведите
выражения
для
емкости
параллельного
и
последовательного соединений конденсаторов.
4. Будет ли зависеть равновесие моста от частоты источника тока?
5. Как
изменяется
чувствительность
моста
при
уменьшении
измеряемой емкости?
13
Лабораторная работа № 2.3
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРЯДА КОНДЕНСАТОРА.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА
Цель
работы:
изучение
процесса
разряда
конденсатора
и
определение его емкости.
Теоретические сведения
Процессы зарядки и разрядки конденсатора широко используются во
многих технических устройствах. В этих процессах заряд конденсатора и
напряжение на нем представляют собой некоторые функции от времени
q=q(t) и U=U(t). Соответственно и ток через подводящие проводники
также является некоторой функцией от времени I=I(t). Явный вид данных
функций зависит от того, через какие элементы цепи происходит зарядка
или разрядка конденсатора. В данной работе исследуется процесс разрядки
конденсатора через активное сопротивление R.
Он широко используется как один из процессов в получении
пилообразных колебаний (релаксационные колебания).
Пусть заряженный до первоначального напряжения U0 конденсатор в
момент времени t0 = 0 замыкается на активное сопротивление R. Ток
разряда удовлетворяет условию квазистационарности. Тогда разряд можно
описать законами стационарного тока
Ut ItR,
,
C
dqt
dt
.
(3.1)
Знак минус в последнем уравнении свидетельствует об уменьшении
заряда на конденсаторе. Исключая из системы уравнений (3.1) заряд,
получим дифференциальное уравнение для напряжения на конденсаторе с
разделяющимися переменными
dU
dt
U
RC
14
(3.2)
Ut
qt
It
0.
Разделим переменные
dU
U
dt
RC
.
После интегрирования правой и левой частей получим
lnU
t
RC
C0 .
(3.3)
Константу найдем из начальных условий (при t0=0 и U=U0):
C0 lnU 0 .
Окончательно для напряжения
Соответственно заряд на конденсаторе
t
RC
(3.4)
t
RC
(3.5)
а ток в соединительных проводниках и в разрядном сопротивлении R
t
RC
(3.6)
Таким образом, все три характеристики U, I и q при таком разряде
конденсатора убывают по экспоненциальному закону. Скорость их убывания
определяется величиной RC, имеющей смысл времени и называемой
временем релаксации (за время U, q и I убывают в е=2,72 раз).
Экспериментально
при
разряде
конденсатора
можно
снять
зависимости U=U(t) или I=I(t). Проверить их экспоненциальный характер
можно, перейдя к логарифмической зависимости lnU ft или
ln I ft. Они должны быть линейными и начинающимися с lnU 0 или
ln I 0 при t0 = 0.
15
.
I I 0 exp
,
q UC q0 exp
.
U U 0 exp