عنوان آزمایش: خازن های سری و موازی

هدف آزمايش:

1 ـ بررسي نمودارهاي شارژ و دشارژ خازن‌ها و تغييرات ولتاژ دو سر خازن نسبت به زمان

2 ـ اندازه‌گيري ظرفيت خازن با استفاده از رسم نمودار نيمه لگاريتمي دشارژ خازن

وسايل آزمايش: منبع تغذيه مستقيم20 ولت، مقاومت‌هاي رنگي، سيم‌هاي رابط، خازن الكتروليتي، كرنومتر، ولت‌متر، كليد قطع و وصل.

مداري مطابق شكل (1) در نظر بگيريد. هنگاميكه كليد k راببنديد. مشاهده می‌شود كه در مدت كوتاهي خازن پر شده و جريان الكتريكي در مدار به صفر می‌رسد.

شكل (1)

براي هنگاميكه خازن پر می‌شود می‌توان نوشت:

كه در آن q بار موجود روي صفحة خازن و   می‌باشد بنابراين:

(2)          

جواب معادله ديفرانسيل بالا عبارتست از:

(3)         

اين جواب را بر حسب اختلاف پتانسيل بين دو سر خازن V_c می‌توان بصورت زير نوشت:

(4)        

از اين رابطه می‌توان اختلاف پتانسيل بين دو سر خازن را در هر لحظه t بدست آورد. رابطة(4) نشان مي‌دهد كه تغييرات ولتاژ دو سر خازن در حين پر شدن نسبت به زمان بصورت نمايي می‌باشد.

را ثابت زماني مدار می‌نامند و مقدار آن نشان دهنده سرعت پر شدن خازن مي‌باشد. اگر خازن پرشده‌اي را در مدار شكل (2) قرار دهيد و كليدرا ببنديد پس از مدت كوتاهي خازن تخليه شده و اختلاف پتانسيل آن به صفر مي‌رسد.

شكل (2)

در حين تخليه می‌توان نوشت:

(5)        

و جواب معادله فوق برابر است با:

(6)         

رابطة (6) نشان می‌دهد تغييرات ولتاژ دو سر خازن در حين خالي شدن نسبت به زمان بصورت نمايي مي‌باشد.