Режим тренировки Edu

Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.

Обкладками конденсатора служат полоски графита с прикрепленными полосками ткани, изготовленной из углеродных нанотрубок. Пространство между обкладками заполнено жидким силикатным клеем. Свойства этого конденсатора сильно отчаются от свойств обычного конденсатора. Так этот конденсатор обладает памятью (можно сказать, что он очень злопамятен) – его характеристики зависят от предыстории: как, когда и насколько он заряжался и разряжался. Поэтому при проведении измерений строго следуйте приведенным в условии задачи инструкциям! Если вы не проводите измерения закоротите обкладки конденсатора.

В ходе измерений напряжение на конденсаторе не должно превышать мВ.

Наилучшей теоретической моделью конденсатора является бесконечная - цепочка. Однако, полный анализ такой модели является сложной задачей, особенного для экспериментального тура. Поэтому в данной задаче вам необходимо предложить некоторые более упрощенные модели, причем не страшно, если в разных заданиях вы будете пользоваться разными моделями.

***При проведении измерений удобно пользоваться секундомером с памятью этапов.

Если вы не умеете работать с секундомером в таком режиме – обратитесь за консультацией к организаторам олимпиады.***

1.1 Проведите измерения зависимости напряжения на конденсаторе от времени в процессе зарядки от 0 до 550 мВ. Измерения проведите при двух значениях сопротивления цепи зарядки (через один резистор и через два припаянных резистора)

В данном эксперименте процесс зарядки приближенно описывается уравнением

где - характерное время зарядки; - некоторое предельное значение напряжения (которое может отличаться от напряжения источника!).
Решением уравнения (1) является функция

Для проверки предложенной модели процесса, описываемого выражениями (1)-(2) необходимо: а) используя уравнение (1) определить значение предельного напряжения ; б) посредством линеаризации функции (2) определить значение времени зарядки .

Для численного расчета производной рекомендуем использовать симметричную схему. Пусть вам известны значения напряжений в моменты времени . Тогда производная в момент времени рассчитывается по формуле

1.2 Проведите описанную процедуру обработки полученных экспериментальных данных. Графически подтвердите применимость теоретической модели (1), определите численные значения параметров и для цепей с двумя различными значениями сопротивлений . Оцените погрешности найденных значений величин .

1.3 Предложите электрическую схему упрощенной модели конденсатора, объясняющую (хотя бы качественно) полученные экспериментальные данные. Определите параметры вашей модели, одним из которых является емкость конденсатора (обязательно).

2.1 Измерьте зависимость напряжения на конденсаторе от времени в процессе разрядки.

2.2 Проверьте, является ли процесс разрядки экспоненциальным.

2.3 Предложите простую схему, качественно объясняющую полученную зависимость. Оцените параметры этой схемы, расчет их погрешностей не требуется.

В данной части измерения проведите только при одном резисторе в цепи.

3.1 Точных измерений проводить не надо! Постройте схематический график зависимости напряжения от времени, укажите только значения параметров этой зависимости в некоторых характерных точках

3.2 Качественно объясните полученную зависимость. Расчет параметров не требуется.