Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип icon

Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип



НазваниеТемы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип
Дата конвертации24.05.2013
Размер55.8 Kb.
ТипДокументы
скачать >>>



Темы для изучения


Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада.

Принцип


  1. Собирается цепь, состоящая из источника питания, ключа, последовательно соединенных резистора и конденсатора. Записывается напряжение на резисторе и сила тока в цепи.

  2. Собирается цепь, состоящая из источника питания, ключа, последовательно соединенных сопротивления и катушки. Записывается напряжение на катушке и сила тока в цепи.



Оборудование


Универсальная установка Кобра 3 12150.00 1

Источник питания, 12 В 12151.99 2

Информационный стандартный кабель RS 232 14602.00 1

Программное обеспечение

для Универсального самописца системы Кобра 3 14504.61 1

Модуль генератора функций

системы Кобра 3 12111.00 1

Коммуникационная коробка 06030.23 1

2-х позиционный выключатель 06034.01 1

Резистор, 47 Ом, в корпусе 39104.64 1

Резистор, 470 Ом, в корпусе 39104.15 1

Конденсатор, 47 мкФ, в корпусе 39105.45 1

Катушка, 900 витков, 24 мГ, 6 Вт 06510.01 1

Соединительный шнур, 250 мм, красный 07360.01 3

Соединительный шнур, 250 мм, синий 07360.04 1

Соединительный шнур, 500 мм, красный 07361.01 1

Соединительный шнур, 500 мм, синий 07361.04 2

ПК с системой Windows ® или выше

Цель


1 . Определить емкость и сопротивление в цепи, используя построенные графики.

2. Определить индуктивность и сопротивление в цепи, используя построенные графики.

^

Установка и ход работы


1. Измерение емкости:


Подключите Модуль генератора функций к установке Кобра 3 и соберите оборудование, как показано на Рис. 1. Подключите конденсатор на 47 мкФ к коммутационной коробке вместо соединительных штепселей шнуров к катушке. Подключите резистор на 470 Ом и конденсатор. Подключите Analog In 2/S2 (Аналоговый вход 2/S2) так, чтобы измерялось падение напряжения через конденсатор. Подсоедините ключ (в сомкнутом состоянии). Подключите установку Кобра 3 к порту компьютера COM1, COM2 или USB (для подсоединения к порту USB используйте преобразователь USB - RS232 14602.10). Соедините установку Кобра 3 си модуль генератора функций с источником питания. Запустите программу измерения и в меню «Gauge» («Устройство») выберите «Универсальный самописец».


Рис. 1: Экспериментальная установка











Измерение емкости


Выберите таблицу «Normal Measurement» («Стандартное измерение») и выберите следующие параметры:





Рис. 2: Установки для Универсального самописца.


Щелкните на значке «Configure FG module» («Конфигурация модуля генератора функций») и выберите следующие параметры

:




Рис. 3: Установки генератора функций


Активируйте приложение Universal Writer«» («Универсального самописца»), нажав «Continue». Разрядите конденсатор путем короткого замыкания с кабелем, чтобы на Analog In 2/S2 напряжение было равно нулю. Начните измерения, нажав клавишу пробела, возврата или щелчком мышки. Замкните ключ. Остановите измерение (клавишей пробела, возврата или щелчком мышки). Разомкните ключ. Увеличьте на экране необходимую область полученных кривых. На «Display Options» («Опции дисплея») выберите «ось вправо» для Analog In 2/S2. При помощи опции «Survey» («Обзор») определите время полураспада полученной кривой напряжения. Кривая может иметь вид:




Рис. 4: Кривая заряжания конденсатора.


Если вынуть конденсатор из цепи, можно измерить точное значение резистора и падения напряжения. Установки остаются прежними. Активируйте приложение «Universal Writer», нажав «Continue»., начните измерение, замкните и разомкните ключ. Остановите измерение.


Расчеты проводите при помощи функции «Survey». Полученные результаты могут быть следующие:





Рис 5: Измерение сопротивления.







^ 2 . Измерение индуктивности:

Вставьте катушку на 900 в цепь на месте конденсатора и подключите Analog In 2/S2 к цепи, чтобы измерить напряжение на катушке. Замкните и разомкните ключ. Резистор используется для того, чтобы установить силу тока ниже 200 мА.





Схема измерения индуктивности.


Выберите таблицу «Fast Measurement» («Быстрое измерение») в окне «Universal Writer» и выставьте следующие параметры:





Рис. 6: Установи для проведения быстрого измерения


Начните измерение, нажав «Continue». При появлении на экране «Wait for trigger…» («Ожидание спускового сигнала…») замкните ключ. Затем разомкните ключ –время измерения будет равно нескольким миллисекундам и остановится автоматически. Полученные кривые могут иметь вид:



Рис. 7: Индуктивность.


При помощи функции «Survey» определите время полураспада. При дрожании ключа и искажении кривых снова повторите эксперимент.

^

Теория и расчет


1. Измерение емкости:

Напряжение на емкости с зарядом

равно .

Напряжение при сопротивлении при токе равно

.


Постоянное напряжение меняется при и равно

.


Данное дифференциальное уравнение с граничным значением (вначале разрядите конденсатор) имеет решение:

,


отсюда


и


Тогда время полураспада равно


Например, в данном эксперименте мы измеряли

,

что близко к указанному на резисторе значению в 470 Ом и

,

что соответствует указанному значению в 47 мкФ и допустимой погрешности электролитических конденсаторов (обычно + 20%).








2. Измерение индуктивности:

Напряжение при индуктивности и внутреннем сопротивлении равно




и напряжение в цепи с шунтовым сопротивлением постоянно при замыкании ключа

.


Данное дифференциальное уравнение с граничным значением имеет решение:


,

при .



Замечание: В данном єксперименте можно измерить напряжение на катушке






Однако для расчетов используется более простое выражение для силы тока . На основе полученных результатов можно сделать вывод, что значение максимального тока составляет 171,2 мА при 9,00 В, а при сопротивление = 52,6 Ом и = 47 Ом±1% = (5,6±0,5) Ом. Значение сопротивления, указанного на катушке, равно 6 Ом. Тогда время полураспада равно



и

,

что соответстует указанному на катушке значению в 24 мГн.




Похожие:

Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Зоны Френеля, принцип Гюйгенса, дифракция Фраунгофера, дифракция на щели. Принцип
Микроволна попадает на щель и край экрана. Определяется картина дифракции на основе дифракции на этих препятствиях
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Продольные волны, принцип Гюйгенса, интерференция, дифракция Фраунгофера и Френеля. Принцип работы
Плоская ультразвуковая волна преломляется на различных многощелевых системах. Сила сопряженных волн при дифракции и интереференции...
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Принцип Гюйгенса, интерференция, дифракция Фраунгофера и Френеля, когерентность, лазер. Принцип
Единичная щель и система двойных щелей освещаются лучом света, исходящим из лазера. При помощи перемещаемого фотодиода измеряется...
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Продольные волны, принцип Гюйгенса, интерференция, дифракция Фраунгофера и Френеля. Принцип работы
Плоская ультразвуковая волна преломляется в системе одинарной щели разной ширины и в системах двойных различных щелей. Интенсивность...
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Интенсивность, интегралы Френеля, дифракция Фраунгофера. Принцип
Монохромный свет падает на щель или кромку. Определяется распределение интенсивности дифракционной картины
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения
...
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения
При прямолинейном равноускоренном движении определяется зависимость расстояния от времени, ускорения и силы от массы при помощи трека...
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Тепловой переход, перенос тепла, удельная теплопроводность, тепловое излучение, эффект теплицы. Принцип
А (величина ) для разных стенок и окон, а также для определения удельной теплопроводности различных материалов используется ящик...
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Когерентный свет, фазовое соотношение, разность путей, интерференция в тонких слоях, кольца Ньютона. Принцип
В установке для наблюдения колец Ньютона монохроматический свет интерферирует в тонкой прослойке воздуха между почти выпуклой линзой...
Темы для изучения Зарядка, разрядка, постоянная времени, экспоненциальная функция, период полураспада. Принцип iconТемы для изучения Индуктивность, законы Кирхгофа, уравнения Максвелла, импеданс переменному току, сдвиг фаз. Принцип
Катушка подключена в цепь к источнику тока с переменной частотой. Определяется зависимость сопротивления и сдвига фаз от частоты....
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©gua.convdocs.org 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов