201 / Лабораторная по физике №201 3
.docМинистерство Путей Сообщения Российской Федерации
Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения
Кафедра физики. Лаборатория электрофизики.
Лабораторная работа № 201/3
Определение емкости и энергии конденсатора
Выполнил: студент группы КИБ-208 Брылин Игорь Андреевич
Проверил:
Денисов Александр Владимирович
Цель работы: Определение емкости и энергии конденсатора.
Краткое теоретическое обоснование
Емкость конденсатора определяется отношением заряда Q к разности потенциалов U, до которой он заряжен:
(1)
Единица емкости в СИ – 1 Фарада (1 Ф = 1) – емкость такого конденсатора, разность потенциалов которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда в 1 Кл.
Энергия заряженного конденсатора:
(2)
Определение емкости конденсатора
Конденсатор заряжают до известной разности потенциалов и измеряют его заряд Q путем разрядки конденсатора через амперметр A установки или баллистический гальванометр (БГ).
Отклонение стрелки прибора α при разряде конденсатора пропорционально его заряду (см. формулу (6) описания): α ~ Q = CU. Зарядим до одинаковой разности потенциалов U известную СЭ и неизвестную СХ емкости. Разрядим их через прибор (А или БГ). Показания прибора αЭ и αХ будут пропорциональны СЭ и СХ:
αЭ ~ QЭ = СЭ U; αХ ~ QХ = СХ U.
и (3)
Схема подключения СЭ и СХ к А, В,С приведена на рисунке ниже.
СЭ = мкФ Таблица 1
U |
α,дел. |
αср, дел. |
∆αср, дел. |
BQ, Кл/дел. |
∆BQ, Кл/дел. |
|||
дел. |
В |
1 |
2 |
3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
α,дел. |
αср, дел. |
∆αср, дел. |
С, Кл/дел. |
∆С, Кл/дел. |
|||
дел. |
В |
1 |
2 |
3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
α,дел. |
αср, дел. |
∆αср, дел. |
С, Кл/дел. |
∆С, Кл/дел. |
|||
дел. |
В |
1 |
2 |
3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|