лабы физика / Лаба №40 Измерение ёмкости конденсатора

Министерство Образования и Науки

Республики Казахстан

Карагандинский Государственный

Технический Университет

Кафедра: физики

Лабораторная работа №40.

Измерение ёмкости конденсатора.

Выполнил ст. гр.: ТТ-09-2

Данкевич В.М.

Проверил(а): Мурашова З.Ф.

Караганда 2009

Цель работы: измерить ёмкость конденсатора.

Оборудование: Миллиамперметр, вольтметр, источник тока, резистор

Схема электрической цепи:

C

~36B

Первый конденсатор:

№ п/п	Iэф,А	Uэф,В	Ci,Ф		∆C
1	20x10^-3	14	4,55	4,52	0,098
2	25x10^-3	17,2	4,63
3	30x10^-3	21,2	4,50
4	35x10^-3	24,8	4,49
5	40x10^-3	28,4	4,48
6	45x10^-3	32,2	4,45

Второй конденсатор:

№ п/п	Iэф,А	Uэф,В	Ci,Ф		∆C
1	20x10^-3	30,8	2,07	2.03	0,052
2	21x10^-3	33,2	2,08
3	22x10^-3	35,2	2,00
4	23x10^-3	37,2	1,97
5	24x10^-3	38,4	1,99
6	25x10^-3	38,8	2,05

Последовательное соединение:

№ п/п	Iэф,А	Uэф,В	Ci,Ф		∆C
1	10 x10^-3	22	1,45	1,45	0,060
2	11 x10^-3	24,4	1,44
3	12 x10^-3	26,4	1,48
4	13 x10^-3	28	1,48
5	14 x10^-3	31,2	1,43
6	15 x10^-3	33,6	1,42

Параллельное соединение:

№ п/п	Iэф,А	Uэф,В	Ci,Ф		∆C
1	20x10^-3	10	6,37	6,49	0,100
2	25 x10^-3	12	6,63
3	30 x10^-3	14	6,82
4	35 x10^-3	17,2	6,48
5	40 x10^-3	20	6,37
6	45 x10^-3	22,8	6,29

Формулы вычисления:

где

ΔС = S_C · t_S,P

Вывод: опытным путём измерили ёмкость конденсатора, которая составила:

• Первый конденсатор ∆C = 0,098

• Второй конденсатор ∆C = 0,052

• Последовательное соединение ∆C = 0,060

• Параллельное соединение ∆C = 0,100

Контрольные вопросы:

1. Ёмкость проводников.

2. Конденсаторы.

3. Ёмкость конденсаторов различной геометрической конфигурации.

4. Ток и напряжение в конденсаторе, ёмкость, сопротивление.

5. Поле двух равномерно заряженных бесконечно длинных параллельных плоскостей имеющих заряды разного знака.

6. Энергия заряженного конденсатора.

7. Применение конденсаторов.

8. Объемная плотность энергии электрического поля.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Величину C=Q/φ называют электроёмкостью (или просто ёмкостью) уединённого проводника. Ёмкость уединенного проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу. Ёмкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника.

2. Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделённых диэлектриком. На емкость конденсатора не должны оказывать влияния окружающие тела, поэтому проводникам придают такую форму, чтобы поле, создаваемое накапливаемыми зарядами, было сосредоточено в узком зазоре между обкладками конденсатора. Поэтому в зависимости от формы обкладок конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические и сферические.

3. Под ёмкостью конденсатора понимается физическая величина, равная отношению заряда Q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов (φ₁-φ₂) между его обкладками.

Ёмкость плоского конденсатора: .

Ёмкость цилиндрического конденсатора: .

Ёмкость сферического конденсатора: .

4. Величина называется реактивным емкостным сопротивлением (или емкостным сопротивлением). Для постоянного тока (ω=0) R_c=∞, т. е. постоянный ток через конденсатор течь не может. Падение напряжения на конденсаторе .

6. Как всякий заряженный проводник, конденсатор обладает энергией, которая в соответствии с формулой равна: где - заряд конденсатора; С – его ёмкость, Δφ – разность потенциалов между обкладками конденсатора.

7. Широкое применение конденсаторы получили в радиотехнике.

8. Объёмная плотность энергии электрического поля (энергия единицы объёма):