Условие
Республиканская олимпиада 2025 11 класс № Э1Оборудование: 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.