1. Собрать цепь проводниками на плате из одного выбранного конденсатора и одного из резисторов. Подсоединить к выводам платы генератор и осциллограф.
2. Включить генератор и осциллограф в сеть 220 В. Выбрать кнопками на панели генератора режим прямоугольных импульсов и частоту несколько килогерц, ручку напряжения U выхпоставить в среднее положение.
3. Переключателями осциллографа «Усиление» (Вольт/дел), «Развертка» (мс/дел.) и ручкой «Уровень» получить на экране устойчивое изображение, например, процесса спада напряжения размером почти во весь экран. Записать параметры установки в табл. 1.
4. Совместить начало линии процесса с левой вертикальной линией шкалы экрана, а почти горизонтальный участок конца процесса – с нижней горизонтальной линией шкалы (рис. 3). Измерить в делениях шкалы координаты X и Y не менее пятиточек осциллограммы по всей ее длине. Результаты записать в табл. 2.
Выключить приборы.
5. Произвести расчеты. Определить время моментов измерения t = КхX. Определить напряжение на конденсаторе в моменты измерения U = КYY. Записать в табл. 2.
6. Определить натуральные логарифмы напряжения. Записать в табл. 2.
Таблица 1 Таблица 2
| X, дел | Y, дел | U, B | t, с | ln, U |
| Емкость С, мкФ | |
| Сопротивление R, Ом | |
| Коэффициент КY, В/дел | |
| Развертка КX, с/дел | |
| Время релаксации τ, с |
7.
7. Построить график зависимости логарифма напряжения ln U от времени t. Размер графика не менее половины страницы. Если прологарифмировать уравнение (4), то получим уравнение линейной зависимости: ln U = ln E – t/τ, значит, около точек следует провести прямую линию. Угловой коэффициент этой линии равен величине, обратной времени релаксации τ.
8. Определить по координатам вершин треугольника, построив его на экспериментальной линии как на гипотенузе (рис. 5), среднее время релаксации:
. (5)
9. Определить среднее значение емкости конденсатора 
.
10. Оценить случайную погрешность измерения емкости по формуле
. (6)
Здесь n – число измерений.
10. Записать результат С =<С> ± δС, Р = 0,90. Сравнить измеренное значение емкости конденсатора с величиной, указанной на плате.
Сделать выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дайте определение конденсатора, емкости конденсатора. От чего зависит емкость конденсатора?
2. Почему при заряде и разряде конденсатора напряжение на конденсаторе изменяется постепенно?
3. Выведите формулу для напряжения при заряде конденсатора от источника постоянного напряжения.
4. Выведите формулу для напряжения при разряде конденсатора.
5. Дайте определение времени релаксации для цепи с конденсатором. От чего зависит время релаксации?
6. Объясните назначение в установке генератора прямоугольных импульсов.
Работа 25 б
