Файл: Отчет по лабораторной работе 3 По дисциплине Физика.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.01.2024

Просмотров: 56

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский горный университет

Отчет по лабораторной работе № 3

По дисциплине: Физика____________________________

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Исследование процессов заряда и разряда конденсатора и

Автор: студент гр. ИТУ-22-2 ________________ ./

(группа) (подпись) (Ф..И.О.)

Проверил: ____________ / /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2023

  1. Цель работы

1 Экспериментальная проверка экспоненциального характера процессов заряда и разряда конденсатора.

2 Экспериментальное определение постоянной времени RC-цепи.

  1. Краткое теоретическое содержание

Явление, изучаемое в работе. Электроёмкость.

Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин.

Коэффициент пропорциональности, равный отношению накопленного на проводнике заряда к его потенциалу, называется электроемкостью (емкостью) проводника. Электроемкость характеризует способность проводников накапливать электрический заряд.

Конденсатором называется система из двух изолированных друг от друга проводников, которые называют пластинами (обкладками), хотя они могут иметь любую форму. Пространство между пластинами может быть заполнено диэлектриком.

Емкостью конденсатора называется величина:

(1)

где U – разность потенциалов между обкладками конденсатора, [U] = В.

Простейшим конденсатором является плоский конденсатор, состоящий из двух плоскопараллельных металлических пластин, линейные размеры которых много больше расстояния между ними.

Конденсаторы могут быть воздушными (вакуумными), бумажными, слюдяными, керамическими, фторопластовыми (тефлоновыми), сегнетоэлектрическими.


Конденсатор накапливает электрические заряды — заряжается. Накопление зарядов происходит в том случае, если конденсатор подключить к источнику электрической энергии.

При разряде конденсатора «лишние» электроны с левой пластины переместятся по проводам к правой пластине, где их недостает, и когда количество электронов на пластинах конденсатора станет одинаковым, процесс разряда закончится и ток в проводах исчезнет.

Законы и соотношения, использованные при выводе итоговой формулы

  1. Второе правило Кирхгофа

(2)

где I – мгновенное значение силы тока в цепи, [I] = Ом , - мгновенное значение напряжения на конденсаторе,[ ] = В.

  1. Определение переменного тока

(3)

где q - заряд конденсатора, [q] = Кл; t - время с момента начала заряда, [t] = с.

  1. Закон Ома

(4)

где U – приложенное напряжение,[U] = В , R - сопротивление проводника, [R] = Ом

Схема лабораторной установки



Рисунок 1. Электрическая схема лабораторной установки

Основные расчётные формулы

  1. Теоретическое значение напряжения на конденсаторе при заряде, В

(5)

где U0 - ЭДС источника,[U0] = В; t - время,[t] = с; R - сопротивление цепи, [R] = Ом; С – ёмкость конденсатора, [C] = Ф.

  1. Теоретическое значение емкости конденсатора при разряде, В

(6)

  1. Постоянная времени, полученная теоретически и экспериментально, с:

(7)

(8)

Формулы погрешностей косвенных измерений

  1. Погрешность напряжения при разряде, В

(9)

  1. Погрешность напряжения при заряде, В

(10)

Погрешности прямых измерений







Исходные данные

C1 = 470 мкФ = 470*10-6 Ф

R1 = 100 кОм = 100*103 Ом

C2 = 470 мкФ = 470*10-6 Ф

R2 = 1 МОм = 1*106 Ом

C3 = 22 мкФ = 22*10-6 Ф

R3 = 1 МОм = 1*106 Ом



Таблица результатов измерений

Опыт 1 - Заряд

Таблица 1.1 - Заряд

t
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60

Uc
0,00
1,11
5,62
7,11
7,89
8,57
9,10
9,54
10,06
10,40
10,63
10,85
11,02

Uteor
0,00
1,21
2,30
3,28
4,16
4,95
5,67
6,31
6,88
7,40
7,86
8,28
8,66

ln∆U
2,49
2,40
1,87
1,61
1,44
1,26
1,10
0,94
0,71
0,53
0,39
0,22
0,08

Таблица 1.2 – Заряд

t
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190

Uc
11,25
11,42
11,55
11,65
11,73
11,79
11,84
11,87
11,91
11,94
11,95
11,97
11,98

Uteor
9,30
9,82
10,24
10,58
10,85
11,08
11,25
11,40
11,52
11,61
11,69
11,75
11,80

ln∆U
-0,16
-0,39
-0,60
-0,80
-0,99
-1,17
-1,35
-1,47
-1,66
-1,83
-1,90
-2,04
-2,12

Таблица 1.3 – Заряд

t
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300

Uc
11,99
12,00
12,00
12,00
12,01
12,01
12,01
12,01
12,02
12,02
12,02

Uteor
11,84
11,87
11,90
11,92
11,94
11,95
11,96
11,97
11,98
11,98
11,99

ln∆U
-2,21
-2,30
-2,30
-2,30
-2,41
-2,41
-2,41
-2,41
-2,53
-2,53
-2,53

Опыт 1 – Разряд

Таблица 2.1 - Разряд

t
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60

Uc
12,02
10,50
8,19
7,00
5,96
5,08
4,43
2,74
3,22
2,67
1,64
1,33
1,16

Uteor
12,01
10,80
9,71
8,73
7,85
7,06
6,34
5,70
5,13
4,61
4,15
3,73
3,35

ln

0,01
0,14
0,39
0,55
0,71
0,87
1,00
1,49
1,32
1,51
2,00
2,21
2,34

Таблица 2.2 – Разряд

t
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190

Uc
0,93
0,78
0,67
0,57
0,49
0,42
0,36
0,31
0,26
0,23
0,20
0,17
0,15

Uteor
2,71
2,19
1,77
1,43
1,16
0,93
0,76
0,61
0,49
0,40
0,32
0,26
0,21

ln

2,57
2,74
2,89
3,06
3,21
3,36
3,51
3,66
3,84
3,96
4,10
4,27
4,39

Смотрите также файлы