Determinarea condensatorului de aer

Caracteristica fizică principală este dielectric e - constanta dielectrică a substanței este egală. Pentru toate substanțele pentru vacuum. Constantei dielectrice indică de câte ori câmpul (sau tăria interacțiunii Coulomb dintre taxele) într-un mediu dielectric este mai slabă decât în ​​vid.

Materiale constante dielectrice este convenabil măsurată prin utilizarea unui condensator. Acesta din urmă este un sistem de două conductoare strâns distanțate (așa numiții electrozi). Câmpul produs de un astfel de dispozitiv într-o stare încărcată, concentrată aproape complet în spațiul dintre electrozi. Aceasta înseamnă că liniile de forță ale vectorului E, pornind de la un electrod, la celălalt capăt, adică. E. Sarcinile pe plăci trebuie să fie egală în mărime și opusă în semn. Caracteristica principală este capacitatea condensatorului. Acesta din urmă este determinată prin formula

unde U - diferența de potențial dintre electrozii (numită tensiune). CI B a trecut capacitatea electrică pe unitate de farazi (F). O capacitate de 1 F are un condensator a cărui sarcină 1 C generează între electrozi o tensiune de 1 V. Farad - unitate de capacitate extrem de mare. Aceasta corespunde cu capacitate retrasă conduce sferă cu o rază de 9 milioane de kilometri pătrați, adică 1400 de ori mai mare decât raza Pământului. Prin urmare, containerul utilizat în practica condensatoarelor măsurate în microfarazi și picofarads (1mkF = F 10-6, 1pF = 10-12 F).

Condensatorii pot avea o formă geometrică diferită. Există, de exemplu, condensatori, sferice, cilindrice și plane. În acest laborator măsurătorile experimentale implica folosirea ploskogokondensatora (vom numi de măsurare). Plat condensator - un dispozitiv format din două plăci conductoare plane paralele, distanța dintre care este mică în comparație cu dimensiunile liniare ale plăcilor. În cazul în care volumul dintre plăci este nimic, dar aerul nu este plin, dispozitivul este numit vozdushnymkondensatorom. Capacitatea de stocare este egală cu

Aici, S - zona plăcii, - distanța dintre plăci. În cazul în care volumul condensatorului este umplut cu un dielectric, capacitatea sa de a

în cazul în care acum distanța dintre plăcile condensatorului definite de grosimea d a plăcii dielectrice solide, constanta dielectrică a care.

Operarea se bazează pe utilizarea schemelor prezentate în figurile 1 și 2. Aici, C - măsurarea condensator, R 0 - rezistența de referință, C 0 - condensator de referință U 0 și U - măsurarea tensiunii pe

Tel'nykh condensator și referință elementele R 0 și C 0, respectiv. Terminalele 1, 2 (Fig.1) și 1, 3 (Figura 2) servesc pentru conectarea alternativ voltmetrul la 0 C și R (Fig.1) sau C 0 (Figura 2). Circuitul foloseste un generator de curent alternativ de frecvență.

Un rol deosebit în acest laborator este dat planul de masurare condensatorului C. In primul exercițiu, atunci când condensatorul C este aerul, iar distanța dintre plăcile sale este d 0, capacitatea acestui condensator este determinată, ca rezultat al ambelor calcule teoretice și experimentale (în două moduri) .

În al doilea exercițiu, același dispozitiv alternativ umplut cu plăci dielectrice de grosimi diferite (- noua distanța dintre electrozi) este valori capacitance determinate și constantă dielectrică corespunzătoare:

Valorile numerice ale constantelor d 0, R 0, 0 C și sunt incluse în formulele de calcul sunt prezentate în tabelul 1.

Determinarea condensatorului de aer

În acest exercițiu, în comparație cu valoarea capacității electrice a condensatorului de aer obținute în experimente folosind circuite electrice (figurile 1 și 2), cu teoretic calculat.

Procedura de exercitare

1. În conformitate cu schema este prezentată în figura 1, conectat la condensatorul de măsurare cu rezistență de referință R 0.

2. conectarea seriat un voltmetru la bornele priza 1 și 4, tensiunea măsurată U (în V), la condensatorul de măsurare și U 0 (în mV) pe rezistența de referință R 0. Datele înregistrate în tabelul 2. Măsurătorile au fost repetate de 3 ori.

3. obține valorile medii și prin intermediul acestuia cu ajutorul formulei

și tabelul 1 pentru a găsi valoarea S.

4. Utilizând o diagramă este prezentată în figura 2, pentru a conecta condensatorul cu o referință condensator C 0.

5. conectarea seriat un voltmetru la bornele priza 1 și 4, tensiunea U măsurată la condensatorul de măsurare și U 0 pe condensator de referință. Datele înregistrate în tabelul 2. Măsurătorile au fost repetate de 3 ori.

6. Obținerea valorilor medii și prin intermediul acestuia cu ajutorul formulei

și tabelul 1 pentru a găsi valoarea S.

7. Prin masurarea cu suprafata riglă S a armăturile condensatorului de măsură și folosind datele din tabelul I, formula (2), pentru a calcula valoarea condensatorului de aer.

8. Compara cu valoarea medie obținută din măsurători în Schemele I și II. Calculați eroarea sistematică Experiență: