Порядок выполнения эксперимента

1. Измерение зарядной кривой конденсатора.

Таблица 1. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени его заряда

U₀ =12,1 В., С =470 мкФ, R =100 кОм..

t, c	3	4	9	11	17	26	34	41	48	54	60	80	90	100	110
Uc, В	0,7	1,02	1,9	2,41	3,48	4,79	5,76	6,5	7,1	7,57	8,06	9,25	9,63	9,96	10,27
Uc теор, В	0,75	0,99	2,1	2,52	3,67	5,14	6,23	7,04	7,74	8,26	8,72	9,89	10,32	10,66	10,93

Ряд 1 – Uc(t), Ряд 2 – Uc теор(t)

2. Измерение разрядной кривой конденсатора

Таблица 2. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени его разряда

U_нач =11 В, С =470 мкФ, R =100 кОм.

t, c	0	5	10	15	20	25	30	40	45	50	55	60	80
Uc, В	11	9,46	8,47	7,76	7,45	6,73	6,09	5,2	4,71	4,3	3,95	3,61	2,57
Uс теор, В	11	9,89	8,89	8,0	7,19	6,46	5,81	4,7	4,22	3,8	3,41	3,07	2,0

100	120	140	160	180	200	230	260
1,81	1,3	0,93	0,57	0,48	0,35	0,22	0,14
1,31	0,86	0,56	0,37	0,24	0,16	0,08	0,04

Ряд 1 – Uc(t), Ряд 2 – Uc теор(t)

3. Измерение сопротивления вольтметра по разрядной кривой конденсатора

Таблица 3. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени его разряда через искомое входное сопротивление вольтметра R_в

U_нач^* =11,86 В, С =470 мкФ.

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t, c	0	5	10	15	20	25	30	35	40
Uc, В	11,86	10,85	9,81	9,06	8,27	7,55	6,99	6,43	5,83
Пара номеров измерений	1 и 2	2 и 3	3 и 4	4 и 5	5 и 6	6 и 7	7 и 8	8 и 9	9 и 10
Rв, МОм	0,120	0,106	0,134	0,117	0,117	0,138	0,127	0,109	0,103

10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
45	50	55	60	80	100	120	140	160	180
5,26	4,91	4,46	4,11	2,93	2,1	1,51	1,08	0,8	0,57
10 и 11	11 и 12	12 и 13	13 и 14	14 и 15	15 и 16	16 и 17	17 и 18	18 и 19	19 и 20
0,155	0,111	0,130	0,126	0,128	0,129	0,127	0,142	0,126	0,139

20	21	22	23	24
200	220	250	280	320
0,42	0,31	0,2	0,14	0,08
20 и 21	21 и 22	22 и 23	23 и 24	-
0,140	0,146	0,179	0,190	-

* Значение U_нач указано для справки и в расчетах не используется

4. Наблюдение релаксации инжектированного и миграционного зарядов

Таблица 4. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени после его разряда закорачиванием

U₀ =12,1 В, С =470 мкФ, R =100 кОм.

t, c	5	10	15	20	25	30	35	40	50
Uc, мВ	0,095	0,119	0,132	0,142	0,147	0,149	0,149	0,148	0,142
I, нА	950	1190	1320	1420	1470	1490	1490	1480	1420

60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
0,138	0,126	0,117	0,108	0,10	0,091	0,085	0,078	0,072	0,066
1380	1260	1170	1080	1000	910	850	780	720	660

160	170	180	190	200	220	240	260	280	310
0,061	0,057	0,052	0,049	0,045	0,039	0,034	0,031	0,027	0,023
610	570	520	490	450	390	340	310	270	230
340	370	410	460	510	570
0,02	0,017	0,015	0,013	0,011	0,009
200	170	150	130	110	90

.

S=110 – площадь под графиком I(t) в квадратных единицах

I1=200 нА – заряд, соответствующий 1 кв.ед.

t=16,29 c – время, соответствующее 1 кв.ед.

Рассчитаем полный заряд конденсатора по формуле

Заряд, оставшийся в конденсаторе, составляет 6,33 % от полного заряда конденсатора.

Вывод:

В данной лабораторной работе происходило определение постоянной времени RC-цепи, определение входного сопротивления вольтметра путем измерения разрядных характеристик конденсатора, оценка величины заряда, не связанного с поляризацией диэлектрика в конденсаторе. Все полученные величины удовлетворяют исходным данным лабораторной работы.