گزارش کار آزمایشگاه فیزیک2

آزمايش بررسي مدارهاي RC ، RL و نوسانگرهاي RLC

شرح آزمایش :

وسایل آزمایش : یک القاگر با ضریب خود القایی بالا دارای مقاومت، یک خازن با ظرفیت 40 و یک مقاومت . در ضمن طراحی آنها طوری است که بتوان پدیده های اثر القایی  و ظرفیتی را در مدارهای AC و DC مشاهده کرد. همچنین یک صفحه اتصال برای ایجاد مدارهای RC و ... در اختیار است که با نصب عناصر مدار روی آنها و اتصال آن به کامپیوتر رفتار این مدارها را بررسی کرد.

آزمایش اول : مدار RC

مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل یک خازن 40 و یک مقاومت 100 کیلو اهم بود . دو سرA  و B را به Cassy متصل کرده و ولتاژ را 5 ولت قرار دادیم  ( محدوده تغییر، 10ولت) سپس با استفاده از کلید قطع و وصل ، خازن را شارژ کرده و منحنی آن را رسم کردیم و وقتی ولتاژ به مقدار بیشینه رسید کلید را از منبع قطع کرده و تغییرات ولتاژ را روی نمودار ثبت کردیم.

گزارش کار آزمایشگاه فیزیک2

آزمايش بررسي مدارهاي RC ، RL و نوسانگرهاي RLC

شرح آزمایش :

وسایل آزمایش : یک القاگر با ضریب خود القایی بالا دارای مقاومت، یک خازن با ظرفیت 40 و یک مقاومت . در ضمن طراحی آنها طوری است که بتوان پدیده های اثر القایی  و ظرفیتی را در مدارهای AC و DC مشاهده کرد. همچنین یک صفحه اتصال برای ایجاد مدارهای RC و ... در اختیار است که با نصب عناصر مدار روی آنها و اتصال آن به کامپیوتر رفتار این مدارها را بررسی کرد.

آزمایش اول : مدار RC

مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل یک خازن 40 و یک مقاومت 100 کیلو اهم بود . دو سرA  و B را به Cassy متصل کرده و ولتاژ را 5 ولت قرار دادیم  ( محدوده تغییر، 10ولت) سپس با استفاده از کلید قطع و وصل ، خازن را شارژ کرده و منحنی آن را رسم کردیم و وقتی ولتاژ به مقدار بیشینه رسید کلید را از منبع قطع کرده و تغییرات ولتاژ را روی نمودار ثبت کردیم.

آزمایش دوم : مدار RL

در این آزمایش نیز مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل یک القاگر با دو سیم پیچ که در هرکدام 5100 دور سیم و 150 اهم مقاومت دارند ضریب القایی این القاگر 500 هانری می باشد و ولتاژ را 5 ولت قرار دادیم (محدوده تغییر، 10 ولت)

سپس با استفاده از کلید قطع و وصل ، تغییرات جریان را در دو سر القاگر مشاهده کرده و یادداشت کردیم.

آزمایش سوم : مدار RLC

مداری مطابق شکل زیر بستیم که شامل القاگر دارای مقاومت کافی و خازن بود. ولتاژ را همچنان 5 ولت قرار دادیم و آن را به Cassy متصل کردیم و نمودار ولتاژ را مشاهده کردیم.

 محاسبات آزمایش :

مدار RC  : رابطه مدار RC به صورت زیر می باشد . که در آن به جای t ، RC قرار داده ایم تا ولتاژ مدار را در این لحظه بدست آورده و از روی مقدار آن در نمودار ، زمان را در آن ولتاژ بخوانیم :

که در آن q بار خازن ، C ظرفیت خازن و  نیروی محرکه مدار است  که محدوده تغییر آن 10 ولت است.

از روی نمودار متوجه می شویم که زمان در ولتاژ 32/6 ولت برابر با 4 ثانیه است و از آنجایی که زمان شروع نمودار ، 60/0 ثانیه است ، پس :

از طرفی از روی رابطه داریم :

مدار RL : رابطه مدار RC به صورت زیر می باشد . که در آن به جای t ، L/R  قرار داده­ایم تا جریان مدار را در این لحظه بدست آورده و از روی مقدار آن در نمودار ، زمان را در آن جریان بخوانیم :

از روی نمودار متوجه می شویم که زمان درجریان 022/0 آمپر برابر با 5/3 ثانیه است و از آنجایی که زمان شروع نمودار ، 75/1 ثانیه است ، پس :

از طرفی از روی رابطه داریم :

مدار RLC : رابطه در مدار RLC بصورت زیر می باشد :

که در آن ، نیروی محرکه مدار بر حسب ولت و ، بسامد زاویه ای برحسب رادیان بر ثانیه می باشد که از رابطه زیر بدست می آید :

برای بدست آوردن  از روی نمودار باید دوره تناوب را بدست بیاوریم که برابر با فاصله هر دو قله موالی در نمودار است که با توجه به نمودار برابر با s 1 T =  می باشد. پس :

علت نوسانات مشاهده شده در نمودار4 را چنين مي توان توجيه كرد كه در مدت زماني از نوسان (به جز زمان­هايي كه ولتاژ خازن به مقدار ماكزيمم خود مي رسد و ترانزيستور خاموش است I_c=0 مكانهاي مشخص شده در نمودار 4) ترانزيستور روشن بوده و مانند يك عنصر فعال در مدار عمل مي كند و انرژي تلف شده در مقاومت را با استفاده از باتري 1.5 ولتي به مدار بازمي گرداند و سبب مي شود تا نوسانات پايدار ناميرا حاصل شود.