МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭКОНОМИКИ, СТАТИСТИКИ И ИНФОРМАТИКИ
ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра Автоматизированных систем
обработки информации и управления
Дисциплина: «Физика»
Лабораторная работа № 7 «определение электроемкости конденсатора»
Вариант № 3
-
Работу выполнил (и):
студенты группы
Оценки по БРС
Иванес А. А.
Губашова Т.Е.
Дата: ____________
Работу принял: ____________
фамилия преподавателя
_______________
подпись
Москва 2010
Цель: 1. Ознакомление с методом определения электроемкости конденсаторов по изменению разрядного напряжения. 2. Определение электроемкости конденсаторов и их соединений. 3. Экспериментальная проверка формулы электроемкости при параллельном и последовательном соединениях.
Приборы и принадлежности: 1. Источник постоянного напряжения. 2. Набор конденсаторов различной емкости. 3. Секундомер. 4. Резисторы.
Теоретические сведения
Конденсатор – это прибор, состоящий из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком, которые в рабочем режиме заряжаются разноименно. Конденсатор служит для накопления электрических зарядов и электрической энергии. Электрическое поле конденсатора сосредотачивается почти целиком в пространстве между его обкладками. Основными характеристиками конденсатора являются его электроемкость и пробойное напряжение.
Электроемкостью называется физическая величина, численно равная заряду dq, который необходимо сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал d на единицу
C = (1)
Для конденсатора электроемкость определяется отношением заряда, накапливаемого на одной из обкладок, к разности потенциалов или напряжению на обкладках конденсатора
C = (2)
Электроемкость конденсатора зависит от его размеров, формы и рода диэлектрика между обкладками, например, электроемкость плоского конденсатора определяется площадью S его пластин, расстоянием d между пластинами, диэлектрической проницаемостью среды между пластинами и рассчитывается по формуле:
C = , (3)
где - электрическая постоянная, равная 8,85.10 Ф/м.
Пробойное напряжение конденсатора Uп– это максимально допустимое напряжение, которое можно подавать на его обкладки. По величине пробойного напряжения определяют максимальный заряд, который может накопить данный конденсатор
qmax = C Uп
Для получения необходимых зарядов и напряжений конденсаторы соединяют параллельно, последовательно и комбинированно. При параллельном соединении конденсаторов электроемкость определяется по формуле:
Cпр = C1 + C2 +…….+ Cn = (4)
При последовательном соединении конденсаторов электроемкость определяется по формуле:
+…….+ (5)
Если в цепи соединены два конденсатора, то электроемкость при параллельном (см. рис. 1 ) и последовательном ( см. рис. 2 ) соединениях определяется по формулам:
Cпр = C1 + C2 (6)
Спс = (7)
Рис.1 Рис. 2