14380

Определение емкостей конденсаторов и ЭДС гальванических элементов при помощи гальванометра

Лабораторная работа

Физика

Определение емкостей конденсаторов и ЭДС гальванических элементов при помощи гальванометра Лабораторная работа №33 1. Цели и задачи: необходимо проградуировать баллистический гальванометр и определить емкости конденсаторов а также ёмкостей конденсаторов ...

Русский

2013-06-04

228.5 KB

19 чел.

«Определение емкостей конденсаторов и ЭДС гальванических

элементов при помощи гальванометра»

Лабораторная работа №33

1. Цели и задачи: необходимо проградуировать баллистический гальванометр и определить емкости конденсаторов, а также ёмкостей конденсаторов

2. Приборы и материалы: баллистический гальванометр (Т=1,7 с), магазин емкости (класс 0,5; диапазон: 0,001-1 мкФ), 2 электрических конденсатора, переключатель, нормальный элемент Вестона (Е0=1,0183 В).

3. Используемые формулы

Значения неизвестных емкостей находятся по формуле

, где  равно коэффициенту угла наклона графика (tgφ).

При параллельном соединении конденсаторов  Cобщ = С1 + С2 + C3 + … + Сn.

При последовательном

Значение tgφ рассчитывается по методу наименьших квадратов для алгоритма :

;        ;        ;         ,

Доверительные границы ΔC, пренебрегая погрешностью E0, находятся по формуле:

4. Рабочая схема:

5. Порядок выполнения работы

Градуировка гальванометра

  1.  Собираем электрическую схему, изображенную на схеме. В качестве конденсатора C включаем в схему магазин емкости C0, а в качестве источника ЭДС – элемент Вестона E0.
  2.  Установливаем на магазине емкости C0 значение емкости 0,1 мкФ.
  3.  Ключом К1 замыкаем конденсатор C0 на нормальный элемент E0, при этом конденсатор емкостью C0 зарядится до напряжения, равного E0.
  4.  С помощью ключа К1 быстро переключаем конденсатор C0 на гальванометр Г, при этом конденсатор начнет разряжаться через гальванометр, т.е. через него потечет заряд Q = С0E0. Так как гальванометр в нормальном состоянии все время закорочен кнопкой К2, то для получения отброса непосредственно во время переключения ключа К1 нажимаем кнопку К2. Отпускаем ее сразу после прохождения начального положения.
  5.  Записываем максимальный отброс lm, наблюдаемый на шкале гальванометра.
  6.  Градуируем гальванометр, последовательно повторяя пункты 2-5 для различных значений емкости C0 ( через 0,1 мкФ).

Измерение емкостей конденсаторов

  1.  В схему в качестве конденсатора C включаем конденсатор C1 с неизвестной емкостью.
  2.  По аналогии с предыдущими измерениями производим измерения максимального отброса lm для данного случая 5 раз.
  3.  Аналогичным образом измеряем емкость конденсатора C2.
  4.  Аналогичным образом определяем Cобщ при параллельном и последовательном соединениях C1 и C2.

6. Экспериментальные данные

1. Градуировка гальванометра:

С, мкФ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

lм, мм

9

18

26

35

45

54

64

71

82

89

2. Измерение емкостей конденсаторов с неизвестной ε

С1

lм, мм

20

22

22

21

21

С2

lм, мм

45

46

46

47

46

3. Измерение емкостей систем конденсаторов

Паралл.

lм, мм

66

66

66

65

66

Посл.

lм, мм

14

14

15

14

14

7. Обработка результатов измерений

  1.  Определение значения КГ

По результатам эксперимента по градуировке гальванометра строим график зависимости lm = f(С0)

Результаты эксперимента обрабатываем по методу наименьших квадратов

Таким образом, a=90±1. Отсюда КГср = 1,0183/90=0,011314

ΔКГ=-0,011314·0,0105=0,0001;,     КГ=0,0113±0,0001

2. Вычисление значения С1.

Полученные значения lm обрабатываем по алгоритму прямых измерений:

lm=21±1 (мм)

С1ср=(мкФ)

С1=0,24±0,01 мкФ

3. Аналогично вычисляем значение С2

lm=46±1 (мм)

С2ср=(мкФ)

С1=0,51±0,01 мкФ

4. Расчет значений Спар и Спосл

4.1.

lm=66±1 (мм)

Спар=(мкФ)

Спар=0,73±0,01 мкФ

4.2.

lm=14±1 (мм)

Спосл=(мкФ)

Спосл=0,16±0,01 мкФ

5. Расчёт Спар и Спосл по форфулам:

Cпар12=0,24+0,51=0,75(мкФ)

Значение соответствует экспериментальным данным (с учётом погрешностей)

;        Спосл=0,16(мкФ)

Значение соответствует экспериментальным данным

8. Ответ:  КГ=0,0113±0,0001,

С1=0,51±0,01 мкФ

С1=0,51±0,01 мкФ

Спар=0,73±0,01 мкФ

Спосл=0,16±0,01 мкФ

9. Вывод:  Рассчитано значение постоянной гальванометра. Определены емкости конденсаторов и систем конденсаторов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12861. ПЕРВЫЙ КЛАССНЫЙ ЧАС В 5 КЛАССЕ 31.5 KB
  ПЕРВЫЙ КЛАССНЫЙ ЧАС В 5 КЛАССЕ Возраст 10 11 12 лет. Дети этого возраста обучаются у нас в пролицейском отделении. Поступают после начальной школы и переходят от нас во взрослый лицей через 3 года. Поступают из всех школ района умные замечательные с огромным желанием...
12862. Большая игра «По дороге из желтого кирпича» 52.5 KB
  Большая игра По дороге из желтого кирпича Гончарова Жанна Викторовна педагогпсихолог Как показывает практика большинство детей переходящих в пятый класс особенно в случаях поступления в другое учебное заведение испытывает двойственные чувства. С одной стор...
12863. Программа адаптации выпускников начальной школы к среднему звену 32 KB
  Программа адаптации выпускников начальной школы к среднему звену Каминская Ольга Николаевна педагогпсихолог Из года в год возникает проблема адаптации учащихся при переходе из начального в среднее звено школы. Несмотря на то что ученики уже привыкли к школе...
12864. Путешествие в страну Детства 54.5 KB
  Занятие для учащихся 5х классов Путешествие в страну Детства Цель: развитие эмоциональноволевой сферы детей. Задачи: развитие способности понимать эмоциональное состояние другого человека; развитие умения справляться с чувством страха; развитие ко
12865. Репортаж от одноклассника. Психологическая игра-проект 307.5 KB
  Психологическая играпроект Репортаж от одноклассника Психологическая служба любого образовательного учреждения ставит перед собой задачу выстраивания взаимодействия на решение комплексных задач школы которые реализуются всеми специалистами. Это взаимодействи...
12866. Тренинговые занятия. Я И МЫ 277.5 KB
  Я И МЫ Тренинговые занятия по формированию социальных навыков для учащихся 5го класса Начало учебы в 5м классе особый этап в школьной жизни ребенка. Перед каждым учеником стоит задача адаптации к непривычным условиям обучения: к множеству учебных предметов к новы
12867. ВОЛШЕБНЫЕ ПРИКЛЮЧЕНИЯ 34 KB
  ВОЛШЕБНЫЕ ПРИКЛЮЧЕНИЯ СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЙ Тренинг Волшебные приключения строится как интерактивное игровое общение ровесников. Включает активнодвигательные упражнения и творческие задания направленные на переосмысление и открытие новых способов самовыражен
12868. Невероятное путешествие 44.5 KB
  Большая психологическая игра Невероятное путешествие При переходе в старшее звено могут возникнуть проблемы: в классе сложилось несколько группировок постоянно происходят конфликты учащиеся не могут найти общий язык нельзя провести коллективное мероприятие
12869. Большая психологическая игра Новоселье 42 KB
  Большая психологическая игра Новоселье 1. Название: Новоселье. 2. Задачи игры: создать условия для взаимодействия ребят друг с другом способствующие формированию навыка сотрудничества; развитие рефлексии. 3. Описание проблем или задач развития на решение кото...