3. Послідовність виконання роботи
На лабораторному стенді розташовані основні елементи і прилади місткової схеми: реохорд, нуль-індикатор, Cо - конденсатор відомої ємності, три конденсатори невідомої Сх1, Cх2, Cх3.
1. При вимкненому джерелі струму зібрати схему згідно рис. 34.2 Спочатку визначається ємність одного невідомого конденсатора, наприклад, Сх1.
2. Ввімкнути джерело струму і, пересуваючи рухомий контакт D вздовж реохорда, домогтися умови рівноваги місткової схеми. Дослід повторити не менше трьох разів (кожен раз «збиваючи» рівновагу містка). Результати вимірювань l1 та l2 занести в таблицю.
Таблиця 34.1.
|
Конденсатор |
l1 |
l1 |
l2 |
l2 |
С0, мкФ |
|
|
Сх, мкФ |
Сх, мкФ |
|
Сх1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cх2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cх3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Паралельне з’єднання |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Послідовне з’єднання |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Вимкнути джерело струму, розрядити конденсатор Cх1 і замість нього ввести в схему конденсатор Cх2, а потім – Cх3. Для кожного конденсатора досягти рівноваги містка. Відповідні результати вимірювань плеч реохорда заносять в таблицю 34.1.
4. Аналогічні вимірювання провести для паралельного і послідовного з’єднань конденсаторів.
Увага! При зміні конденсаторів джерело струму вимикати, а конденсатори розряджати.
4. Обробка експериментальних даних.
Так, як в даній роботі використовується лише один конденсатор СО відомої ємності, заводські дані якого вказані на лабораторному стенді (ємність та похибка), то обробка експериментальних даних проводиться за такою методикою.
1. Для кожного досліду вираховується лише одне значення шуканої величини (Cх1, Cх2, Cх3 та ємностей паралельного та послідовного з’єднань).
Розрахунки проводяться за формулою (34.18), в яку підставляють значення Со та відповідні середні значення плеч l1 та l2 для кожного окремого досліду. Результати розрахунків заносять в таблицю.
2. Розрахунок похибки проводять за формулою (34.19).
(34.19)
Якщо в
кожному досліді отримують одні і ті ж
значення
та
,
то абсолютні похибки
та
визначають, як половину ціни найменшої
поділки шкали реохорда (масштабної
лінійки). Користуючись формулою (34.19),
підрахувати відносні похибки невідомої
ємності кожного досліду і отримані
результати занести в таблицю.
(34.20)
3. Отримавши значення відносних похибок, розраховують значення абсолютних похибок (34.20).
4. Порівняти експериментальні значення ємностей конденсаторів при їх паралельному і послідовному з’єднаннях з ємністю, розрахованою за формулами (34.9) та (34.10).
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ.
1. Дати означення ємності відокремленого провідника. В яких одиниця вимірюється ємність ?
2. Чому ємність систем провідників більша, ніж ємність окремо взятих відокремлених провідників?
3. Дати означення ємності конденсатора. Які є типи конденсаторів?
4. Вивести .формулу ємності плоского конденсатора.
5. Вивести формулу паралельного та послідовного з’єднання конденсаторів .
6. Чому дорівнює енергія зарядженого конденсатора? Наведіть приклади застосування конденсаторів.
7. В чому полягає експериментальний метод визначення ємності конденсатора містковою схемою? (Накреслити схему містка Сотті та пояснити принцип його дії).
8. Вивести формули похибок.
9. Яка послідовність виконання лабораторної роботи?