Измерения и обработка результатов

Упражнение 1. Определение баллистической постоянной прибора .

Подготовьте в тетради таблицу 1 для записи результатов измерений и вычислений.

Таблица 1

C
U
n
k±Δk

Составьте электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 1, используя в качестве конденсатора магазин емкостей. Для проведения опыта выберите определенное значение электроемкости батареи конденсаторов (C = 4, 8 или 16 мкФ). Исследуйте зависимость максимального отклонения стрелки гальванометра при разряде конденсатора от напряжения U на нем в исходном состоянии. Измерение n при каждом значении напряжения проведите несколько раз и найдите среднее значение. Результаты измерений запишите в табл. 1.

Постройте график зависимости n. от U. Используя график, найдите баллистическую постоянную k (см. выражение (1)) в Кл/дел. Оцените погрешность измерения k:

.

Абсолютную погрешность измерения напряжения ΔU определите, зная класс точности используемого вольтметра. Относительная погрешность электроемкости бумажных конденсаторов составляет 10 % (). Погрешность отсчета по шкале гальванометра можно принять равной половине цены деления (Δn=0,5).

Значение k запишите в табл. 1 с учетом погрешности.

Упражнение 2. Измерение электроемкости конденсаторов.

Замените в электрической цепи магазин емкостей конденсатором, емкость которого C₁ неизвестна. Подберите такое напряжение на выходе выпрямителя, при котором максимальное отклонение стрелки гальванометра при разряде конденсатора будет составлять более половины шкалы гальванометра. Опыт повторите несколько раз и найдите среднее значение n. По формуле (1) вычислите C₁. Оцените погрешность измерения электроемкости C₁ данным методом:

Аналогичные измерения и вычисления сделайте, используя другой конденсатор неизвестной емкости C₂.

Результаты измерений и вычислений запишите в табл. 2.

Таблица 2

U1	n1	C1±ΔC1	U2	n2	C2±ΔC2

Затем описанным способом определите эквивалентную емкость при последовательном (C₃) и параллельном (C₄) соединениях конденсаторов. Полученные экспериментальные результаты сравните со значениями ивычисленными по известным формулам для соединения конденсаторов в батареи.

Результаты измерений и вычислений запишите в табл. 3:

Таблица 3

U3	n3	C3±ΔC3	C3´	U4	n4	C4±ΔC4	C4´

Какие выводы можно сделать по результатам проведенной работы?

Контрольные вопросы

1. Дайте определение электроемкости конденсатора.

2. Какие типы конденсаторов Вам известны?

3. От чего зависит электроемкость плоского конденсатора? Выведите формулу для электроемкости плоского конденсатора.

4. Изобразите схемы последовательного и параллельного соединения трех конденсаторов. Сделайте вывод формул для расчета эквивалентных емкостей при этих соединениях конденсаторов.

5. По каким формулам вычисляется энергия заряженного конденсатора?

6. В чем состоит метод определения электроемкостей конденсаторов, используемый в данной лабораторной работе?