Использование конденсатора в электрических цепях (Лабораторная работа № 2), страница 2

По значениям R и C вычислить постоянные времени t, 2t, 3t, 4t, 5t в секундах, где t=R*C. Используя проведенные измерения определить напряжение на емкости для моментов времени зарядки и разрядки конденсатора, соответствующих t, 2t, 3t, 4t, 5t. Значения занести в таблицу 1.

По опытным данным рассчитать ток заряда i_з (t) для t =t, 2t, 3t, 4t, 5t и ток разряда i_р (t) для t=t, 2t, 3t, 4t, 5t, расчетные данные занести в таблицу 1

По опытным и расчетным данным построить графики U_з(t), U_р(t), и I_з(t), I_р(t), в одних координатах.

ТАБЛИЦА 1

Время в с	0	t	2t	3t	4t	5t
	0
Uз(t), В
Iз(t), мА
Uр(t), В
Iр(t), мА

5. Провести расчеты напряжений и токов на обкладках конденсатора для заданных  R, C, t по формулам приведенным в теоретических сведениях и сравнить полученные опытные данные и расчетные данные.

Задание 2

1. Запустите программу ELECTRONICS WORKBENCH.

2. Для работы необходимо создать следующую схему:

3. Самостоятельно подберите оптимальные значения для R и C, чтобы полученная осциллограмма наглядно отображала процессы зарядки и разрядки конденсатора.

4. Графически определите постоянную времени (время релаксации) исследуемой RC-цепи.

4.1. Рассмотрим процесс зарядки конденсатора. Определим минимальное и максимальное значения напряжения U_min и U_max. Вычислим амплитуду колебаний напряжения А= U_max- U_min. Определим значение напряжения ΔU, при котором амплитуда изменилась в е раз ΔU=А/е. Найдем значение напряжения U=U_max- ΔU. Поставив бегунки в положения U_min и U, определим промежуток времени τ, за который напряжение изменилось в е раз.

4.2. Аналогичным образом рассмотрим процесс разрядки конденсатора.

4.3. Зарисуйте полученные осциллограммы.

5. Рассчитайте время релаксации по номинальным значениям сопротивления и емкости использованных элементов. . Сравните полученные результаты.

Задание 3

Последовательное соединение RC элементов электрической цепи

1. Запустите программу ELECTRONICS WORKBENCH.

2. Для работы необходимо создать следующую схему:

3. Выбрать самостоятельно значения C3 и R14. Включить источник и произвести измерения в соответствии с таблицей 2. Выключить источник.

4. Изменить значения параметров схемы (в соответствии с таблицей) и повторить результаты измерений. Занести полученные данные в таблицу.

5. Провести расчет следующих величин

J= (U/Z);  X_c = (1/ωC);  Z= ;  cosj =

Полученные данные занести в таблицу

По опытным данным убедиться, что U =

ТАБЛИЦА 2

О П Ы Т	Измеренные величины						Расчетные величины
	С3 мКф	r кОм	U В	I мА	Uа В	Uс В	Xс	Z кОм	I мА	cosj
r =0, С3
r = R14, С3

Задание 4

Параллельное соединение RC элементов электрической цепи

1. Запустите программу ELECTRONICS WORKBENCH.

2. Для работы необходимо создать следующую схему:

3.Чтобы схема начала функционировать, необходимо нажать кнопку в верхнем правом углу.

4. Выбрать самостоятельно значения C3 и R. Произвести опыт в соответствии с таблицей 3.

ТАБЛИЦА 3

ОПЫТ	Измеренные величины						Расчитанные величины
	С мкФ	r кОм	U В	R1 мА	I2 мА	I3 мА	Xc кОм	B3 См	g3 См	y См	I1 мА
r =60%R
r =40%R
r = 0

5.  Данные измерений и расчетов внести в таблицу 3.

Произвести расчет следующих величин X_c, B₃, g₃, y, I₁ (по исходным данным). Результаты расчетов занести в таблицу 3.

По опытным данным убедиться, что I₁=.

Сравнить I₁ расчетный и опытный.

Задание 5.

Исследование фильтров нижних частот.

Простейшие Т-образный и П-образный фильтры нижних частот представлены на рис. 5.

а).                                                                 б).