Заряджання і розряджання електролітичного конденсатора з Cobra SMARTsense

Схема досліду

Конденсатори мають багато застосувань. Конденсатор складається з двох провідних поверхонь, розділених ізоляційним матеріалом. З його допомогою можна накопичувати енергію, а потім знову її віддавати. Так, наприклад, у сучасних велосипедних ліхтарях. Тут конденсатор заряджається під час їзди, а коли доводиться зупинитися на світлофорі, він розряджається і ліхтар може світити далі.

Як саме заряджається і розряджається конденсатор, а надто електролітичний конденсатор, досліджують тут у досліді.

Попередні знання

Передбачається, що учениці та учні знають, що конденсатор може накопичувати заряд. Щоб зрозуміти -ланку, слід також знати, як користуватися відповідними одиницями ом і фарад.

Принцип

Перебіг у часі процесів заряджання і розряджання електролітичного конденсатора можна дослідити, вимірюючи вольтметром напругу на конденсаторі. Перемикачем перемикають електролітичний конденсатор разом із резистором між колом із блоком живлення (заряджання) і без блока живлення (розряджання).

Навчальна мета

У цьому досліді треба простежити процеси заряджання і розряджання електролітичного конденсатора. При цьому слід дослідити перебіг у часі напруги на електролітичному конденсаторі.

Завдання

Склади електричне коло, у якому конденсатор натисканням вимикача або заряджається, або розряджається. Далі досліди перебіг у часі напруги на електролітичному конденсаторі під час цих процесів.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Фотоспалах, спричинений електролітичним конденсатором

Що спільного мають фотоспалахи, гучномовці та електромобілі?

Усі вони використовують електролітичні конденсатори, щоб блискавично накопичувати енергію і знову її віддавати. Ці невеликі елементи мають вирішальне значення для багатьох сучасних технологій - від швидких світлових імпульсів у спалахах до стабілізації електричних кіл у потужних двигунах.

Але як саме це працює? У цьому досліді ви дізнаєтесь, як електролітичний конденсатор заряджається й розряджається і чому це незамінне для стількох технічних застосувань!

1. Склади електричне коло, у якому конденсатор натисканням вимикача або заряджається, або розряджається.
2. Досліди перебіг у часі напруги на електролітичному конденсаторі під час цих процесів.

iOS

Android

Windows

Схема установки

• Склади дослід відповідно до схеми.
• Візьми модулі з такими характеристиками:
  • і
• Важливо: зваж на полярність електролітичного конденсатора!
• Постав перемикач спочатку в положення (2).
• Встанови на блоці живлення близько 10 В, а обмеження струму - на лівий упор. Увімкни блок живлення.

Cobra SMARTsense Voltage

• Увімкни свій Cobra SMARTsense Voltage, утримуючи кнопку на датчику 3 секунди.
• Відкрий measure App на своєму планшеті чи смартфоні і переконайся, що пристрій може з'єднуватися з пристроями Bluetooth.
• Обери датчик "Voltage".
• У розділі «Конфігурація» встанови частоту опитування 500 Гц.

• Запусти вимірювання.
• Кілька разів перемкни перемикач туди й назад і спостерігай за даними напруги наживо в measureAPP.
• Заверши вимірювання і збережи його для подальшого аналізу. Виміряні дані ти тепер знайдеш у розділі «мої вимірювання».

• Скористайся функцією масштабування і збільш криву напруги під час заряджання.
• Визнач максимальну напругу на конденсаторі і внеси значення в таблицю виміряних значень, яку ти знайдеш у розділі «Протокол».
• Визнач час напіврозряду. За який час напруга зросла до половини максимальної напруги? Внеси значення в таблицю виміряних значень.

• Тепер так само досліди процес розряджання.
• Визнач час напіврозряду і внеси його в таблицю виміряних значень.