Определяне на въздушен кондензатор

Основната физическа характеристика е диелектрик е - диелектрична константа на веществото е равна. За всички вещества за вакуум. Диелектрична константа показва колко пъти областта (или силата на взаимодействието между Кулон таксите) в диелектрична среда е по-слаба, отколкото във вакуум.

Диелектрична константа материали обикновено се измерват с помощта на кондензатор. Последното е система от два близко разположени проводници (така наречените електроди). Полето произведена с такова устройство в заредено състояние, почти изцяло се концентрира в пространството между електродите. Това означава, че силовите линии на вектор Е, като се започва от един електрод, на другия край, т.е.. Д. такси върху плочите трябва да са равни по големина и противоположни по знак. Основната характеристика е капацитет на кондензатор. Последното се определя по формулата

където U - потенциалната разлика между електродите (също наречен напрежение). CI B подаде електрически капацитет на единица farads (F). Капацитет 1 F има кондензатор, чиято такса 1 C генерира между електродите напрежение 1 V. Фарад - изключително голям капацитет единица. Тя съответства на капацитет изолиран провеждане сфера с радиус от 9 милиона квадратни километра, че 1400 пъти по-голям от радиуса на Земята. Ето защо, контейнерът се използва в практиката на кондензатори, измерени в microfarads и picofarads (1mkF = F 10-6, 1pF = 10-12 F).

В кондензатори могат да имат различна геометрична форма. Има, например, сферични, цилиндрични и плоски кондензатори. В тази лаборатория експериментални измервания включват използване на ploskogokondensatora (ще го наричаме измерването). Плосък кондензатор - устройство, състояща се от две успоредни равнинни проводими плочи, разстоянието между които е малък в сравнение с линейните размери на плочите. Ако обемът между плочите е нищо друго освен въздух, не е пълна, устройството се нарича vozdushnymkondensatorom. Неговият капацитет за съхранение е равно на

Тук, S - площ на пластината, - разстоянието между плочите. Ако обемът на кондензатор е запълнена с диелектричен, капацитета си има

където сега разстоянието между плочите кондензатор определени от дебелината D на твърдо вещество диелектрична плоча, диелектрична константа от които.

Работа се основава на използването на представените на фигури 1 и 2. Тук схеми, С - измерване кондензатор, R 0 - референтната съпротивление, С 0 - позоваване кондензатор, U и U 0 - измерване на напрежението на

Tel'nykh кондензатор и еталонните елементи R 0 и C 0, съответно. Терминали 1, 2 (фиг.1) и 1, 3 (Фигура 2) служи за последователно свързване на волтметър до 0 ° С и R (фигура 1) или C 0 (фигура 2). Веригата използва честота генератор на променлив ток.

Специална роля в тази експериментална е дадено измерване равнина кондензатор В. На първо изпълнение, когато кондензатор С е въздух, и разстоянието между неговите плочи е г 0, капацитетът на този кондензатор се определя, като резултат от двете теоретични изчисления и експериментални (по два начина) ,

Във второто изпълнение, същото устройство алтернативно изпълнен с диелектрични плочи с различна дебелина (- тази нова разстояние между електродите) се определя стойности капацитет и съответните диелектрична константа:

Числените стойности на константите г 0, R 0, C 0 и включени в формулата за изчисление са дадени в таблица 1.

Определяне на въздушен кондензатор

В това упражнение, в сравнение със стойността на електрическата мощност на въздушен кондензатор получен в опити с електрически вериги (Фигури 1 и 2), с изчислената теоретично.

Процедурата за упражняване

1. В съответствие с тази схема е показан на фигура 1, свързан с измервателния кондензатор с позоваване съпротивление R 0.

2. Серийно свързване на волтметър към клемите на тапа 1 и 4, измереното напрежение U (в V) на измервателния кондензатор и U 0 (в тУ) на референтната съпротивление R 0. Данните, записани в таблица 2. Измерванията се повтарят 3 пъти.

3. Получаване на средните стойности и и чрез нея с помощта на формула

и таблица 1 да намерите стойност S.

4. Използване на диаграма е показана на Фигура 2, за свързване на кондензатор с позоваване кондензатор С 0.

5. Серийно свързване на волтметър към клемите на тапа 1 и 4, напрежението U измерва при измервателния кондензатор и U 0 на референтната кондензатор. Данните, записани в таблица 2. Резултатите от измерванията се повтарят 3 пъти.

6. Получаване на средните стойности и и чрез нея с помощта на формула

и таблица 1 да намерите стойност S.

7. Чрез измерване с линийка площ S на кондензатор плочи измерване и използване на данните от таблица I, формула (2), за да се изчисли стойността на въздушен кондензатор.

8. сравнение с средната стойност, получена от измервания в схеми I и II. Изчислете систематичен опит за грешка: