Afladning af en kapacitor

Du skal finde

en lovmæssighed for afladningen af en kapacitor. Du skal gøre det ved under kapacitorens afladning gennem en resistor at undersøge spændingen over kapacitoren som funktion af tiden.

Du skal bruge

• et energimeter EM1
• en jævnspændingskilde ca. 10 V
• en 220 mF, en 470 mF og en 1000 mF kapacitor
• en 1,0 kW, en 3,3 kW og en 10 W resistor
• en PC med dataopsamlingsprogram til EM1.
  

Måledata skal via EM1's serielle port sendes til en PCen, hvor du skal bede programmet om at registrere sammenhørende værdier af strømstyrke og tid.

Som forberedelse skal du

• med en kapacitansmåler måle den eksakte kapacitans for de anvendte kapacitorer og med en resistansmåler måle den eksakte resistans for de anvendte resistorer,
• bygge opstillingen som vist på diagrammet. Respekter polariteten på elektrolytkapacitorer,
• starte programmet EM1 og her forberede måling og graftegning med tid på 1.-aksen og spænding på 2.-aksen.
  

Sådan måler du

• Slå kontakten K til. Vent et øjeblik. Klik på START, og slå så kontakten K fra.
• Eksperimenter evt. lidt med at finde passende mindste- og størsteværdier for tid og spænding ved måling og graftegning. Vælg også fornuftige aksetyper. Lad programmet lave regressionsanalyse på resultaterne - prøv dig frem med forskellige typer.
• Aflæs i hvert forsøg halveringstiden for afladningen.
• Mål med alle kombinationer af kapacitorer og resistorer.
• Udskriv graf og tabel for måledata i et af forsøgene. Måletiden er kort - og du kan være kritisk under målingerne og evt. gentage.
  

Sådan efterbehandler du

• Beskriv - bl.a. ud fra regressionsanalyserne - matematisk spændingen som funktion af tiden under afladningen.
• Undersøg halveringstiden som funktion af resistansen for fastholdt kapacitans, samt halveringstiden som funktion af kapacitansen for fastholdt resistans.
• Opstil et bud på en sammenhæng mellem halveringstiden T_1/2, R og C. Dokumenter sammenhængen ud fra dine måledata.

Overvej

hvilken indflydelse, det har på måleresultaterne, at EM1 ifølge fabrikanten har en indre resistans på 1 MW.

Korrigér de fundne værdier for T_1/2 ud fra denne viden.