Εργασήριο Ηλεκρικών κυκλωμάων Αυό έργο χορηγείαι με άδεια Creaive Commons Aribuion-NonCommercial-ShareAlike Greece 3.. Σκοπός ων πειραμάων Ονομ/νυμο: Μηρόπουλος Σπύρος Τμήμα: Ε6 Το εργασήριο πραγμαοποιήθηκε σις: 4 Δεκεμβρίου 212 Αναμενόμενη ημερομηνία παράδοσης: 11 Δεκεμβρίου 212 Τίλος ων πειραμάων Φόριση Εκφόριση Πυκνωή Σκοπός ων πειραμάων είναι να βρούμε ις ιμές άσης και ρεύμαος που παίρνει ο πυκνωής και ο ανισάης ανά ακά χρονικά διασήμαα καθώς ο πυκνωής φορίζει με ην βοήθεια ης πηγής και αποφορίζει αφού βραχυκυκλωθεί η πηγή και βρεθεί παράλληλα με ον ανισάη. Επίσης να δούμε και ις γραφικές παρασάσεις που σχεδιάζουν ις καμπύλες φόρισης και αποφόρισης. Όργανα και εξαρήμαα Τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν καά ην διάρκεια ων πειραμάων είναι ένα πολύμερο ύπου TTi 164 ως βολόμερο, μερηή ανισάσεων,βολόμερο και αμπερόμερο. Ένα ροφοδοικό ύπου TTi EL32D ο οποίο και χρησιμοποιήθηκε για να ροφοδοήσουμε ο κύκλωμα με DC άση. Μαζί με α παραπάνω ένα raser, ένας πυκνωής ων 1mF και ένας ανισάης ων 1kΩ ου.5w. Περιγραφή ου πειράμαος Για ην καασκευή ου κυκλώμαος δεν θα χρειασούμε αναγκασικά ον διακόπη όπως θα δούμε και παρακάω. Αρχικά συνδέουμε ο αρνηικό άκρο ου πυκνωή που έχουμε με ο ένα άκρο ου ανισάη. Σην συνέχεια ο θεικό άκρο ου πυκνωή με ο θεικό πόλο ης πηγής μας και ο άκρο που ου ανισάη που δεν έχουμε συνδέσει με ο αρνηικό άκρο ης πηγής μας. Για να αποφορίσουμε ον πυκνωή μας απλά πρέπει να αποσυνδέσουμε ο άκρο ου που είναι συνδεδεμένο με ην πηγή, ο ίδιο και ου ανισάη και να α συνδέσουμε. Έσι ο ρεύμα θα ρέει ανάμεσα σε
αυά α δύο εξαρήμαα με ην πηγή να είναι ο πυκνωής έως όου αδειάσει. Όλα αυά φαίνοναι σο κύκλωμα που είναι δίπλα. Αποελέσμαα μερήσεων υπολογισμοί διαγράμμαα -Αποφόριση πυκνωή Θα εμφανίσουμε σε μορφή πίνακα παρακάω ις ιμές που πήραμε από ον πυκνωή και ον ανισάη όπως ους οποθεήσαμε και σο παραπάνω σχήμα, παίρνονας μερήσεις με ην βοήθεια ου βολομέρου αρχικά και σην συνέχεια με ο αμπερόμερο για να βρούμε ο ρεύμα. Αυό έγινε οποθεώνας σα άκρα ου πυκνωή και μεά ου ανισάη ο βολόμερο και για ο αμπερόμερο σε σειρά με ην πηγή(όαν πρόκειαι για ην φόριση ου) και σε σειρά με ον πυκνωή ή με ον ανισάη, δεν παίζει ρόλο, μεά και είχαμε: Πίνακας 1 ΦΟΡΤΙΣΗ ΠΥΚΝΩΤΗ(διακόπης σην θέση 1) Χρόνος σε sec Τάση πυκνωή(vc) - Τάση ανισάη(vr) - Ολικό ρεύμα(i) - μa s V 1 V 1 μa 1s,958 V 9,4 V 91 μa 2s 1,82 V 8,18 V 82 μa 3s 2,61 V 7,39 V 74 μa 4s 3,32 V 6,68 V 67 μa 5s 3,96 V 6,4 V 6 μa 6s 4,54 V 5,46 V 55 μa 7s 5,6 V 4,94 V 49 μa 1s 6,35 V 3,65 V 36 μa Έσι με α παραπάνω σοιχεία μπορούμε να κάνουμε ο γράφημα για ην καμπύλη φόρισης ου πυκνωή, καθώς και για ο ρεύμα που ον διαρρέει από ην χρονική σιγμή = s μέχρι = 1s.
7 12 6 1 5 8 Τάση Vc(V) 4 3 2 6 4 Ρεύμα Ι(μA) 1 2 Vc I s 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 8s 9s 1s Χρόνος(sec) Οι παραπάνω γραμμές μπορούν να βρεθούνε και με ον ύπο ανά πάσα σιγμή σα άκρα ου πυκνωή και Ι c = V V 1 o R e V c =V 1 +(V o V 1 ) e για ην άση για ο ρεύμα που διαρρέει ο κύκλωμα. Επίσης για ην άση σην ανίσαση έχουμε από ον ύπο I = V 1 V o R e V R =(V 1 V o ) e. Το ολικό ρεύμα δίνεαι Για α παραπάνω έχουμε: = χρόνος R = ωμική ανίσαση C = χωρηικόηα πυκνωή = R*C = σαθερά χρόνου ου κυκλώμαος V o = αρχική (για = ) διαφορά δυναμικού σα άκρα ου πυκνωή Μπορούμε επίσης να συμπεράνουμε από ον πίνακα μας αλλά και με απλές πράξεις και εφαρμόζονας ον κανόνα ου Kirchhoff για ις άσεις σε έναν κόμβο όι η άση ου ανισάη είναι όσο μας κάνει αν αφαιρέσουμε ην άση ου πυκνωή από ην άση ης πηγής μας. Δεν θα κάνουμε πράξεις γιαί θα μας πάρει 3-4 σελίδες αλλά με ους παραπάνω ύπους μπορούμε να βρούμε όι ζηάμε.
-Αποφόριση Όπως και πριν θα φιάξουμε έναν σχεδόν ίδιο πίνακα για ις ιμές άσης και ρεύμαος ου πυκνωή και ου ανισάη αλλά για ο σάδιο που ο πυκνωής αποφορίζεαι με ην βοήθεια ου ανισάη. Αυό γίνεαι απλά αν βρεθούνε α δύο αυά εξαρήμαα σε παραλληλία ή απλά σο παραπάνω κύκλωμά μας γυρίσουμε ον διακόπη σην θέση 2. Τόε έχουμε απομονώσει ην πηγή και α δύο αυά εξαρήμαα είναι παράλληλα. Έσι ο πυκνωής αποφορίζει. Πίνακας 2 ΦΟΡΤΙΣΗ ΠΥΚΝΩΤΗ(διακόπης σην θέση 1) Χρόνος σε sec Τάση πυκνωή(vc) - Τάση ανισάη(vr) - Ολικό ρεύμα(i) - μa s 6,35 V 6,35 V 63 μa 1s 5,75 V 5,75 V 57 μa 2s 5,2 V 5,2 V 52 μa 3s 4,7 V 4,7 V 47 μa 4s 4,25 V 4,25 V 42 μa 5s 3,85 V 3,85 V 38 μa 6s 3,48 V 3,48 V 34 μa 7s 3,15 V 3,15 V 31 μa 1s 2,33 V 2,33 V 23 μa Αρχικά ξέρουμε όι η άση πυκνωή(vc) με ην άση σα άκρα ου ανισάη(v R ) είναι ίσες λόγο ου όι είναι παράλληλα συνδεδεμένα αυά α εξαρήμαα άρα έχουνε ην ίδια άση. Προκύπει επομένως ο παρακάω διάγραμμα ρεύμαος και άσης πυκνωή. Σο παραπάνω διάγραμμα μπορούμε να δούμε όι η γραμμή άσης με ην γραμμή ρεύμαος είναι η μια πάνω σην άλλη. Αυή είναι η καμπύλη αποφόρισης ου πυκνωή και ο ρεύμα.
7 7 6 6 5 5 Τάση Vc(V) 4 3 4 3 Ρεύμα Ι(μA) 2 2 Vc 1 1 I s 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 8s 9s 1s Χρόνος(sec) Για να λυθεί σο χαρί και να βρούμε ην άση σον πυκνωή ανά πάσα σιγμή θα πρέπει να πάρουμε ο παρακάω ύπο: Η άση σον ανισάη δίνεαι από ο ύπο: V c =V 1 e V R = V 1 e Και έλος ο ρεύμα μπορούμε να ο βρούμε από ο ύπο: Σχόλια και συμπεράσμαα I = E R e Οι ιμές ων μερήσεων μας έδωσαν ωραίες καμπύλες λόγο ου όι α υλικά μας ήαν καινούργια και αχρησιμοποίηα. Μπορέσαμε να δούμε και να μερήσουμε εργασηριακά ις ιμές ου πυκνωή και να συμπεράνουμε και μόνοι μας ην καμπύλη που κάνει για να φορίσει και να αποφορίσει επίσης. Μηρόπουλος Σπύρος, 212