Порядок выполнения работы
Измерение емкости конденсатора проводится путем сравнения ее с емкостью конденсатора . Такое сравнение следует провести тремя способами.
Первый способ
1. Включить в сеть 220 В источник постоянного напряжения и вольтметр.
2. Разрядить конденсаторы нажатием кнопки К
3.Зарядить конденсатор , соединив штекеры шт1 и шт2 вольтметра с гнездами Г2 и Г3 (то есть с обкладками конденсатора). Затем отсоединить конденсатор от источника напряжения.
4. Вольтметром измерить напряжение на обкладках конденсатора . Результат занести в таблицу 1.
5. Включить конденсаторы и параллельно; для этого соединить гнезда Г1 и Г3 проводом - перемычкой.
6. Вольтметром измерить напряжение U на обкладках батареи конденсаторов; для этого подключить выходные штекеры вольтметра к гнездам Г1 и Г2 или Г2 и Г3. Результат занести в таблицу 1.
7. Повторить операции по пунктам 2 – 6 еще два раза.
Таблица 1
-
№
1
2
3
< Cx >1 =
8. Для каждого из трех наблюдений по данными таблицы 1 рассчитать значения по формуле:
.
(4).
Формула обосновывается следующим образом.
Заряд конденсатора равен:
;
(5)
после параллельного присоединения к конденсатору конденсатора Сх
заряд останется прежним, поэтому для батареи конденсаторов:
.
(6)
Расчетная формула (4) следует из совокупности формул (5) и (6).
9. По результатам трех наблюдений с использованием 1-го способа рассчитать среднее значение неизвестной емкости < Cx >1.
Второй способ
1.Разрядить конденсаторы нажатием кнопки КН.
2. Зарядить конденсатор , соединив штекеры шт1 и шт2 источника напряжения с гнездами Г1 и Г2. Отсоединить конденсатор от источника напряжения.
3. Измерить напряжение
на обкладках конденсатора
.
Результат занести в таблицу 2.
4. Включить конденсаторы и параллельно; для этого соединить гнезда Г1 и Г3 проводом - перемычкой.
5. Измерить напряжение U на обкладках батареи конденсаторов (между гнездами Г1 и Г2 или Г2 и Г3). Результат занести в таблицу 2.
6. Повторить операции по пунктам 2 – 5 еще два раза.
Таблица 2
№ |
U1 |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
< Cx >2 = |
|||
7. Для каждого из трех наблюдений по данными таблицы 2 рассчитать значения по формуле:
. (7)
Обоснование этой формулы аналогично обоснованию формулы (4).
8. По результатам трех наблюдений с использованием 2-го способа рассчитать среднее значение неизвестной емкости < Cx >2.