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

53905. Суміжні кути 82 KB
  Мета: засвоїти означення суміжних кутів; вивчити формулювання та доведення теореми про суму суміжних кутів а також наслідки із цієї теореми; розвивати увагу логічне мислення просторову уяву; виховувати охайність працьовитість. Обладнання: Моделі кутів карткизавдання. І так ви відгадали що країна в яку ми повинні вирушити складається з кутів. Наше завдання: 1 відшукати там невідомий для нас вид кутів; 2 довести що сума цих кутів дорівнює 180; 3 встановити наслідки цього доведення.
53906. Квадратні корені 548.5 KB
  Після уроку учні зможуть: застосовувати теоретичний матеріал про квадратні корені до вирішення вправ; навчитися усвідомленому застосуванню вивченого матеріалу під час вирішення завдань; набути навичок роботи в малих групах; набути навичок логічних міркувань; формування мотивації здорового способу життя Використані технології: інтерактивні технології: Мікрофон Робота в малих групах. Робота в малих групах. Учні об'єднуються в групи по 4 особи 1 і 2 3 і 4 парти згадують правила роботи в групах...
53907. Розвязування квадратичних нерівностей методом інтервалів 57 KB
  Мета: ознайомити учнів з розвязанням квадратичних нерівностей методом інтервалів; формування уміння розвязувати квадратичні нерівності методом інтервалів. Виховувати охайність під час виконання малюнка.
53908. РЕШЕНИЕ КВАДРАТНЫХ УРАВНЕНИЙ 208 KB
  Какое уравнение называют квадратным уравнение вида ах2bxc=0 где х переменная а bс числа причем а≠0 числа а bс называются коэффициентами квадратного уравнения; а первый коэффициент b второй коэффициент с свободный член Например: 2х24х8=0 Какое квадратное уравнение называется приведенным Приведенным квадратным уравнением называется такое квадратное уравнение в котором первый коэффициент равен 1 т. а=1 Например: х23х10=0 Какое квадратное уравнение называется неполным Неполным квадратным уравнением...
53909. Квадратні рівняння 207 KB
  Мета уроку: формувати уміння розвязувати квадратні рівняння. Квадратні рівняння простіших видів вавилонської математики вміли розвязувати ще 4 тис. Згодом розвязували їх також: в Китаї і Греції. Він показав як розвязувати при додатних а і bрівняння видів .
53910. Розвязування квадратних рівнянь 181 KB
  Тема: Розвязування квадратних рівнянь. Мета: Узагальнити способи розвязування квадратних рівнянь формувати вміння і навики досліджувати і розвязувати квадратні рівняння розвивати пізнавальний інтерес цікавість увагу память. Сьогодні предметом дослідження на уроці буде тема Розвязування квадратних рівнянь і застосування різних способівâ. Чому стільки часу відводиться для вивчення цієї теми Тому що багато задач економіки фізики зводяться до розвязування квадратних рівнянь.
53911. Система роботи з підвищення кваліфікації вчителів 59 KB
  Корисно знайомитися з результатами новітніх досліджень в області викладання науки методичними прийомами роботи вивчати технічні засоби навчання заслуховувати доповіді та повідомлення вчителів про результати своєї діяльності. У процесі спостереження уроків бесід вони знайомляться з методами та прийомами роботи свого керівника спільно складають тематичні плани вивчають літературу з окремих питань взаємно відвідують уроки і ретельно аналізують їх відбираючи і закріплюючи все те цінне що сприяє ефективності роботи. Проблемні групи спільно...
53912. Класичний квартет 43.5 KB
  Вокальний твір без віршованого тексту. Музичносценічний твір в яких думки і почуття передаються мімікою і танцем. Питання до класу: Як ви розумієте слово квартет Відповіді: Коли чотири музиканти виконують музичний твір. Музика Василя Барвінського українського композитора твір написаний на українські народні пісні.
53913. Квест «Математика?! Да не только…» 118 KB
  Цель. Сплотить коллективы команд; поговорить о математике и в шутку, и всерьез; создать дух состязания; узнать интересные факты об истории школы. Все задания выдаются в запечатанных конвертах. Зеленый зал старт Кабинет математики.