3сем / lab3
.pdf
1.Цель работы
Определить электроемкость конденсатора с помощью баллистического гальванометра.
2.Описание установки
Рисунок 1 – Лабораторная установка
При помощи ключа П1 схема присоединяется к источнику питания, напряжение U на выходе которого измеряется вольтметром. Сопротивление R ограничивает зарядный ток.
Ключ П2 служит для переключения конденсаторов в режим зарядки и разрядки. При помощи ключа П3 производится попеременное подключение конденсатора C0, конденсаторов
C1 и C2, емкости которых нужно определить, а также C3 и C4, которые представляют собой последовательно и параллельно соединенные конденсаторы C1 и C2.
Ключ П4 служит для быстрого успокоения рамки гальванометра.
3. Параметры приборов
Прибор |
Тип |
Предел |
Цена |
Класс |
Систематическая |
|
|
измерений |
деления |
точности |
погрешность |
|
|
|
|
|
|
Гальванометр |
М95 |
50 |
1 |
1,5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
Вольтметр |
М93 |
20В |
0,5В |
1,0 |
0,5В |
|
|
|
|
|
|
4. Рабочие формулы
(1) K = С , где K – постоянная гальванометра, n0 – максимальное отклонение
«зайчика» гальванометра, С0 – емкость конденсатора, U – напряжение на выходе источника питания
(2)C =
(3)Вычисление емкости конденсатора последовательно подключенных конденсаторов:
С = С1 + С2
(4) Вычисление емкости конденсатора параллельно подключенных конденасаторов:
С = С1С2 С1+С2
(5) Вычисление среднего значения отклонений баллистического гальванометра:
Nср = 1+ 2+ 3…+
5. Результаты измерений и вычислений
Таблица 1
N0, дел. |
N1, дел. |
N2, дел. |
N3, дел. |
N4, дел. |
|
|
|
|
|
35 |
13 |
22 |
7 |
33 |
|
|
|
|
|
36 |
14 |
23 |
8 |
32 |
|
|
|
|
|
36 |
11 |
23 |
8 |
33 |
|
|
|
|
|
|
37 |
11 |
24 |
7 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
37 |
10 |
23 |
8 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
Nср0, 36,2 |
Nср1, 11,8 |
Nср2, 23 |
Nср3, 7,6 |
Nср4, 32,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K, пКл/дел |
C1, пФ |
C2 пФ |
C3изм |
C3выч |
С4изм |
С4выч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1298 |
1531,64 |
2985,4 |
986,48 |
1012,3 |
4257,44 |
4517,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Примеры вычислений
7. Вычисление погрешностей
1) Среднеквадратичная погрешность
Sn0 = √( 1− ср)2+( 2− ср)2+ +( − ср)2 = 0,837
−1
Sn1 = 1,643
Sn1 = 0,707
Sn1 = 0,547
Sn1 = 0,447
2) Среднеквадратичное отклонение
Sn0 = √( 1− ср)2+( 2− ср)2+ +( − ср)2 = 0,374
( −1)
Sn1 = 0,734
Sn1 = 0,316
Sn1 = 0,244
Sn1 = 0,2
3) Систематическая погрешность
ϴn = ϴno = |
|
= |
|
1,5 36,2 |
= 1,81 дел. |
|||||||
|
|
100 |
|
|||||||||
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ϴс = K * ( |
ϴn1 |
+ |
ϴn2 |
) = 1298 * ( |
1,81 |
+ |
1,81 |
) = 301 пФ |
||||
|
|
|
23 |
|||||||||
|
1 |
2 |
|
|
11,8 |
|
|
|||||
8. Вывод
В данной работе я научился определять емкость конденсатора с помощью баллистического гальванометра.
По полученным данным вышло:
С1 = 1531±301 пФ
С2 = 2985±301 пФ
С3выч = 986±301 пФ
С4выч = 4257±301 пФ
Список используемых ресурсов:
1) https://fizikaguap.ru/wpcontent/uploads/2021/05/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1 %87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%B8_%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D 0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%BC_2021_%D0%A0%D0%98%D0%A6.pdf