Лабораторная работа № 2-14

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2-14

ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЛИ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА С ПОМОЩЬЮ РЕЛАКСАЦИОННЫХ КОЛЕБАНИЙ

Приборы и принадлежности: выпрямитель, RC-цепочка, неоновая лампа, вольтметр.

Цель работы: определение электрического сопротивления и емкости конденсатора.

1. Краткая теория

Релаксационными электрическими колебаниями называется периодическое изменение по величине и направлению тока и напряжение, происходящее скачкообразно. Релаксационные колебания возникают в контуре, содержащем неоновую лампу тлеющего разряда НЛ, высокоомное сопротивление R и конденсатор С (рис.55). При подключении к такому контуру источника с напряжением U₀ пойдет ток, заряжающий конденсатор, напряжение на конденсаторе U_С будет возрастать. Длительность зарядки конденсатора тем больше, чем больше емкость С и сопротивление R.

Нарастание напряжения на конденсаторе описывается экспоненциальным законом:

где t - время от момента подключения источника тока.

График зависимости U_С от t представлен на рис.56 кривой ОДА. Но если напряжение, при котором загорается лампа тлеющего разряда, меньше напряжения источника (U₃ < U₀), то напряжение на конденсаторе достигает лишь величины U_З (рис.56).

После этого загорится лампа и через нее начнет разряжаться конденсатор, т.к. горящая лампа имеет малое сопротивление. Но конденсатор разрядится не полностью, а частично, т.к. разряд прекращается в момент гашения лампы. Гашение лампы происходит при некотором напряжении U_Г, которое называется потенциалом гашения лампы и которое недостаточно для поддержания разряда в лампе. Частичная разрядка конденсатора происходит скачком и характеризуется на графике участком DE. В дальнейшем начинается новая зарядка конденсатора, но уже от величины потенциала гашения до потенциала зажигания, а затем последующая частичная разрядка и так далее.