Обработка результатов измерений

1. Рассчитайте и запишите в таблицу емкость конденсатора по форму­ле для параллельного соединения:

 

 

2. На одном поле чертежа постройте графики зависимостей и для конденсатора , а на другом и для конденсатора , располагая ось напряжения с левой стороны, а ось - с правой.

 

t, сек	мкФ	мкФ
	LnU1		Ln Uпарал
	Uоп1	Uоп2	Uоп3	Uоп4	Uср		Uоп1	Uоп2	Uоп3	Uоп4	Uср
	15,63	15,62	15,63	15,6	15,62	2,75	15,65	15,65	15,64	15,65	15,65	2,76
	9,89	9,72	10,13		9,93	2,29	10,21	10,66	10,24	10,44	10,39	2,34
	6,02	6,19	6,19	6,2	6,15	1,82	6,49	6,78	6,51	6,64	6,6	1,89
	3,7	3,78	3,93	3,8	3,8	1,33	4,28	4,46	4,23	4,38	4,34	1,47
	2,35	2,4	2,5	2,42	2,4	0,87	2,83	2,95	2,73	2,79	2,82	1,04
	1,45	1,47	1,53	1,48	1,48	0,39	1,80	1,88	1,81	1,84	1,83	0,6
	0,92	0,94	0,98	0,95	0,96	-0,04	1,19	1,20	1,19	1,18	1,19	0,17
	0,57	0,6	0,6	0,6	0,59	-0,52	0,76	0,80	0,76	0,78	0,77	-0,26
	0,36	0,37	0,38	0,37	0,37	-0,99	0,50	0,53	0,51	0,50	0,51	-0,67
	0,35	0,24	0,24	0,24	0,27	-1,31	0,33	0,34	0,33	0,33	0,33	-1,11
	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	-1,9	0,21	0,23	0,22	0,22	0,22	-1,5
	0,09	0,1	0,1	0,09	0,09	-2,41	0,14	0,15	0,14	0,14	0,14	-1,97
	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	-2,81	0,09	0,10	0,09	0,09	0,09	-2,41
	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	-3,22	0,06	0,07	0,06	0,06	0,06	-2,81
	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	-3,51	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	-3,22
	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	-3,91	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	-3,51
	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	-4,6		0,02	0,02	0,02	0,02	-3,91

 

2. Определите по графикам и угловые коэффициен­ты и линейных зависимостей и по ним рассчитайте

постоянные времени и для каждого значения и .

Формула прямой:

y = kx+b, b = 0, k < 0.

Исходя из графика: y = ln U1, x = t,

ln U1 = kt,

Найдем k: tgα = , k1 = - 0.091, k парал = - 0,092

1.

Выразим и

ln U1 = ln U0 + *t

= , т.к. ln U1 = kt, то =

 

 

 

4. Рассчитайте сопротивление вольтметра по формуле (7.5) для каждого значения емкости:

,

 

t, сек	мкФ	мкФ
	R1, МОм		Rпарал МОм
	1,56	1,56	1,55	1,41
	2,73	2,73	2,72	2,47
	3,64	3,64	3,62	3,29
	4,37	4,37	4,35	3,95
	4,97	4,97	4,94	4,49
	5,47	5,47	5,43	4,93
	5,9	5,9	5,85	5,32
	6,26	6,26	6,21	5,64
	6,57	6,57	6,5	5,91
	6,85	6,85	6,79	6,17
	7,09	7,09	7,03	6,39
	7,31	7,31	7,25	6,59
	7,5	7,5	7,44	6,76
	7,67	7,67	7,61	6,92
	7,8	7,8	7,76	7,05
	7,98	7,98	7,9	7,18

 

5. Оцените относительную погрешность измеренных величин.

Найдем абсолютную погрешность

Найдем относительную погрешность

6. В выводе по работе сделайте анализ полученных экспериментальных за­висимостей и оцените точность метода определения постоянной времени.

Вывод: В ходе выполнения данной лабораторной работы я изучил закон изменения напряжения при разряде конденсатора, опреде­л постоянную времени -цепи и ее сопротивление.

Контрольные вопросы

1. Какой ток называют квазистационарным? Сформулируйте условие квази­стационарности электрического тока.

2. Какие физические законы и формулы используются для получения зави­симости напряжения от времени при разряде конденсатора?

3. Какую величину называют постоянной времени цепи RC -цепи и что она показыва­ет?

4. Как связана постоянная времени -цепи с параметрами этой цепи?

5. Укажите режим работы мультиметра при проведении измерений: изме­ряемая величина, режим и входы для подключения прибора.

6. С какой целью в работе строят график зависимости ?

7. Каким образом можно показать, что опытная зависимость является экс­поненциальной?

8. Как экспериментально определяют постоянную времени цепи, содержа­щей и ?

9. Каким способом в данной работе измеряют сопротивление вольтметра?

Литература

1. Нейман Л. Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники. М: Энергия. Т. 1, 1966.

2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Том III. Электричество. М.: Наука, 1977.

3. Волынский Б.А. и др. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1987.