
- •Лабораторная работа № 2-1 Определение заряда, емкости и энергии конденсатора
- •Краткая теория
- •1. Устройство конденсатора, его основные параметры, типы.
- •2. Что называется электроемкостью, единицы измерения электроемкости. Виды конденсаторов и формулы емкости их определяющие.
- •3. Какова роль диэлектрического слоя в конденсаторе.
- •4. Как определяется емкость параллельно и последовательно соединенных конденсаторов.
- •7. Вывести формулу энергии конденсатора, назвать и дать определение всех физических величин входящих в данную формулу.
- •5. На чем основан метод определения емкости конденсатора в данной работе? Что происходит с емкостью в процессе разрядки?
- •6. Приведите примеры использования энергии заряженного конденсатора.
- •Основные расчетные формулы
4. Как определяется емкость параллельно и последовательно соединенных конденсаторов.
Конденсаторы различной емкости можно соединять в батареи двумя способами – либо последовательно (рис. 2, а) либо параллельно (рис.2, б). Суммарную электроемкость таких батарей называют эквивалентной электроемкостью. При разных способах соединения конденсаторов заряды и потенциалы между ними распределяются по-разному:
а) последовательное соединение конденсаторов
Рис. 2, а.
Последовательное соединение конденсаторов
Рис.2, б.
Параллельное соединение конденсаторов.
7. Вывести формулу энергии конденсатора, назвать и дать определение всех физических величин входящих в данную формулу.
Для
того чтобы зарядить конденсатор до
некоторой разности потенциалов
между его обкладками, можно на одной
из электронейтральных обкладок разделить
заряды противоположных знаков и
бесконечно малый заряд dq
какого – либо знака перенести с одной
обкладки на другую. При этом будет
произведена работа, равная бесконечно
малому изменению энергии конденсатора:
(6)
П
одставив
сюда значение разности потенциалов
(см. определение электроемкости),
получим
И
нтегрируя
это выражение при постоянной электроемкости,
имеем
Используя определение электроемкости конденсатора, можно энергию заряженного конденсатора записать так:
(7)
5. На чем основан метод определения емкости конденсатора в данной работе? Что происходит с емкостью в процессе разрядки?
Метод основан на определении полного заряда конденсатора и, зная его и начальное напряжение на его обкладках, рассчитаем емкость (в Фарадах) по формуле
Чем больше электрическое сопротивление внешней цепи, тем больше процесс разрядки конденсатора.
6. Приведите примеры использования энергии заряженного конденсатора.
Радиотехника, фотоаппаратура, ТВ и т.д.
Схема установки
Таблица №1
Конденсатор |
t,c |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
40 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
1 |
I, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
I, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица №2
Конденсатор |
U, В |
I, А |
t, с |
q, Кл |
N |
q, Кл |
С, Ф |
W, Дж |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|