Лабораторна робота 4.1

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4.1.

Вимірювання електроємності конденсатора

за допомогою гальванометру.

Мета роботи: визначити ємність невідомого конденсатора за допомогою конденсатора відомої ємності та гальванометра.

Обладнання: джерело струму, міліамперметр, перемикач однополюсний, з’єднувальні провідники, конденсатор відомої та невідомої ємності.

Теоретичні відомості.

Якщо конденсатор постійної ємності заряджати від того самого джерела сталої напруги, а потім розряджати його через гальванометр, то стрілка гальванометра щоразу підкидатиметься по шкалі на те саме число поділок. Якщо конденсатори матимуть іншу ємність, то відкид стрілки гальванометра буде іншим. Маючи конденсатори відомої ємності, на досліді можна переконатися, що ємність конденсатора С прямо пропорційна числу поділок п, на яке відкидається стрілка гальванометра: С=к п. Звідси можна визначити коефіцієнт пропорційності: , який визначає собою електроємність, що відповідає одній поділці.

Знаючи коефіцієнт пропорційності, можна за відкиданням стрілки міліамперметра визначити ємність будь – якого іншого конденсатора, повторивши з ним описаний дослід.

Порядок виконання роботи.

1. Складіть електричне коло за схемою, що зображено на малюнку1, увімкнувши в нього джерело постійного струму, конденсатор відомої ємності, міліамперметр і однополюсний вимикач.

2. Зарядіть конденсатор. Для цього з’єднайте його на короткий час з джерелом постійного струму. Потім зосередивши увагу на стрілці міліамперметра, швидко перемкніть конденсатор на міліамперметр і визначте максимальне відхилення стрілки, відлічуючи на око десяті частини поділки. Дослід повторіть декілька раз.

3. Виконайте дослід з конденсатором іншої ємності і за знайденими даними обчисліть середнє значення коефіцієнта пропорційності к.

4. В електричне коло ввімкніть конденсатор невідомої ємності С_х і визначте на скільки поділок п_х відхиляється стрілка міліамперметра в цьому разі. Знаючи коефіцієнт пропорційності к обчисліть невідому ємність конденсатора:

   №	Ємність конденсатора С, мкФ	Число поділок на шкалі, п	Коефіцієнт пропорційності, к	Середнє значення, к
   1
   2

5. Два конденсатора відомої ємності ввімкніть у коло спочатку паралельно, а потім послідовно (див. мал. 2) і визначте їх загальну ємність описаним способом.

6. Обчисліть за відомими вам формулами загальну ємність конденсаторів при послідовному і паралельному з’єднанні і порівняйте результати з тими, що були знайдені на досліді.

   Коефіцієнт пропорційності, к	Ємність, С1, мкФ	Ємність, С2, мкФ	Кількість поділок амперметра при послідовному з’єднанні	Розрахована ємність при послідовному з’єднанні конденсаторів, Спосл=пк, мкФ	Ємність, розрахована за формулами для послідовного з’єднання	Кількість поділок амперметра при паралельному з’єднанні, к	Розрахована ємність при паралельному з’єднанні конденсаторів Спар=пк, мкФ	Ємність, розрахована за формулами для послідовного з’єднання

7. Порівняйте одержані значення та зробіть висновок.

Контрольні питання.

1. Як треба обирати границю випромінювання міліамперметра, щоб не пошкодити прилад?

2. Який фізичний зміст коефіцієнта пропорційності?

3. Як розподіляється заряд між конденсаторами при послідовному? Паралельному з’єднанні?

4. Ємність одного конденсатора 0,5 мкФ а другого 5000 пФ. Порівняйте напруги, що треба подати на ці конденсатори, щоб вони нагромадили на власні обкладинки однакові електричні заряди.

5. Як змінюється енергія електричного поля конденсатора при збільшенні відстані між обкладинками конденсатора?

Література.

1. Савельєв І.В. Курс фізики Т.2, 3.Изд. 3-е, М.: Наука,1986.

2. Детлаф А.А. та ін. Курс фізики. М.: Вища школа, 1973.

3. Дущенко В.П. Фізичний практикум К.: Вища школа, 1 ч., 1981.

4. Базакуца В.А. та ін. Лабораторний практикум по фізиці. Харків: ХГУ, 1969.