Порядок выполнения работы

1. Собрать цепь по схеме (рис 1)

2. Установить электроды согласно указаниям преподавателя.

3. Нанести с помощью пантографа на бумагу положение установленных электродов.

4. Установить зонд вблизи одного из электродов, а движок потенциометра около той его клеммы, которая соединена с этим электродом.

5. После проверки схемы преподавателем включить в сеть понижающий трансформатор.

6. Перемещая зонд, зарисовать положение эквипотенциальных линий, приписывая каждой линии соответствующие показание вольтметра. Линии снимать для значений потенциала, отличающихся на 0,5 В.

7. Повторить опыт для электродов другой формы.

8. По полученным семействам эквипотенциальных линий построить ортогональные им линии напряженности.

Контрольные вопросы

1. Что называется электрическим полем?

2. Что называется напряженностью электростатического поля?

3. Как направлены силовые линии электрического поля, создаваемого точечным зарядом?

4. Что называется потенциалом электростатического поля? В каких единицах он измеряется?

5. Какие линии называются эквипотенциальными, и как они проводятся относительно силовых линий?

6. Запишите формулы для потенциала и напряженности электростатического поля, создаваемого точечным зарядом. Начертите графики зависимостей значений напряженности и потенциала от расстояния между точкой и зарядом.

7. Запишите формулу, выражающую связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля.

8. Используя полученное вами графическое изображение электростатического поля, определите среднее значение напряженности в точках, лежащих между двумя любыми эквипотенциальными линиями.

Литература

1. Курс общей физики А.С. Шубин

2. Курс физики Р.И. Грабовский

Тр

П

~ 220 В

З

Рис 1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

ПРИ ПОМОЩИ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ГАЛЬВАНОМЕТРА

Цель работы: ознакомиться с одним из методов измерения электроемкости конденсатора.

Приборы и принадлежности: баллистический гальванометр; эталон емкости; конденсаторы; переключатель; вольтметр, источник тока

Теория метода и описание установки

Конденсатор – это устройство, состоящие из двух разноименно заряженных проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика. В зависимости от назначения обкладки конденсаторов могут иметь различную форму (сферические, цилиндрические, плоские). Конденсаторы применяются для получения больших электрических емкостей.

Электроемкостью С конденсатора называется скалярная физическая величина, численно равная отношению заряда q одной из его обкладок к разности потенциалов между обкладками:

В СИ электроемкость измеряется в фарадах: 1Фарада (Ф) = .

На практике пользуются единицами электроемкости, равными долям фарады:

.

Конденсаторы можно соединять в батареи последовательно и параллельно. Для всех конденсаторов, включенных последовательно, характерна одинаковая величина заряда q на обкладках. Напряжение на каждом из конденсаторов равно:

.

Сумма этих напряжений равна разности потенциалов, приложенных к батарее: .

Так как , то, т.е. при последовательном соединении конденсаторов складываются величины, обратные их емкостям.

При параллельном соединении одна из обкладок каждого конденсатора имеет потенциал , а другая. Следовательно, на каждой из двух систем обкладок накапливается суммарный заряд:

.

Так как , то. Таким образом, при параллельном соединении конденсаторов электроемкости складываются.

Простейшей конструкцией конденсатора является плоский конденсатор, состоящий из двух проводящих пластин, пространство между которыми заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью . Емкость плоского конденсатора определяется по формуле:

, где - электрическая постоянная;

S - площадь одной из пластин;

d – расстояние между пластинами (толщина диэлектрика).

Для определения емкости конденсатора собирают схему, изображенную на рисунке 1.

1 2

3 4

5 6

C

Рис 1