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

17 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

70736. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ И СИСТЕМ 154.5 KB
  Устройство отображения описывается структурой данных типа HDC которая называется контекстом отображения. В этой структуре хранятся различные характеристики устройства отображения контекст устройства и набор инструментов для рисования выбранных в контекст по умолчанию.
70737. ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ Z-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 1.22 MB
  Современные дискретные системы обработки сигналов широко используются в аппаратуре связи, медицине (томография и ультразвуковое обследование), экономике (анализе и прогнозирование состояния отраслей экономики)...
70743. Поверка технических приборов 72 KB
  Методом амперметра или вольтметра при номинальном токе поверяемого прибора измерить его сопротивление. Схема поверки амперметра. Расчёт основных погрешностей поверка амперметра. Показания проверяемого амперметра Iп мА Показания образцового амперметра...
70744. Исследование катушки со стальным сердечником 131.5 KB
  Цель работы: Исследование зависимости параметров и потерь в стали катушки от воздушного зазора и напряжения сети. Схема исследования катушки со стальным сердечником. Провести исследование катушки со стальным сердечником при постоянной величине напряжения...