11 класс · BelPhO
Неидеальный конденсатор
BelPhO · Республиканская · 2025
Условие
Решение на сайте · без автопроверкиОборудование: электролитический конденсатор емкости
- В мире нет ничего идеального! - А как же шар и куб? - Шар неустойчив, а куб плохо катается! (Диалог математика и физика)
В данном задании вам необходимо экспериментально исследовать непривычные для Вас свойства реального конденсатора.
Теоретическое введение.
При разрядке конденсатора через постоянный резистор
Часть 1. Подготовительная.
1.1 С помощью мультиметра измерьте сопротивление резистора
1.2 Используя элемент питания и резистор
Приведите электрическую схему, которую Вы использовали для этого, расчетные формулы и результаты измерений.
Зарядите конденсатор, измерьте начальное напряжение
разряжаться в течение 5 минут. После этого опять подключите его к мультиметру и измерьте
остаточное напряжение
1.3 По данным измерений рассчитайте: среднее значение силы тока утечки и сопротивления
утечки конденсатора
Подсказка. У вас нет возможности регулировать начальное напряжение на конденсаторе,
поэтому полностью заряжайте его от элемента питания и ждите, пока он не разрядится
через мультиметр. Для ускорения его разрядки можете использовать резистор
Часть 2. Разрядка конденсатора через мультиметр
Зарядите конденсатор до максимального значения и подключите его к мультиметру.
2.1 Измерьте зависимость напряжения на конденсаторе от времени в диапазоне напряжений от 1400 мВ до 300 мВ с шагом 100 мВ (используйте секундомер с памятью 10 этапов).
2.2 Постройте график зависимости (2) по полученным данным измерений.
2.3 Строго (а не «на глаз») докажите, что закон экспоненциальной разрядки (1) в данном случае не выполняется – отклонения от него носят систематический характер.
2.4 Рассчитайте зависимость сопротивления конденсатора
При необходимости можете попросить у организаторов дополнительные листы миллиметровой бумаги
Часть 3. Разрядка конденсатора через резистор
Подключите к конденсатору и мультиметру параллельно резистор
3.1 Выполните все Части 2 (2.1, 2.2 и 2.4) при разрядке через резистор.
3.2 Сравните результаты, полученные в Части 2 и Части 3. Если обнаружены различия, дайте им качественное объяснение.
3.3 Приведите эквивалентную схему реального конденсатора, объясняющую обнаруженные вами свойства конденсатора. Укажите параметры элементов этой схемы.
Запиши ход решения, затем сравни его с опубликованным разбором. Ответ сохраняется в этой вкладке до её закрытия.