50250

Определение электроемкости конденсатора при последовательном и параллельном соединении

Лабораторная работа

Физика

Определение электроемкости конденсатора. Принципиальная схема установки или её главных узлов: Схема установки исследуемого конденсатора. Емкость конденсатора определяется с помощью соотношения:...

Русский

2014-06-10

164.5 KB

5 чел.

PAGE  2

Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Группа               АЭЛ-141                            К работе допущен____________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент  Касимова Р.Г  _________ Работа выполнена___________________

 (ФИО студента)      (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель  _                          __ Отчёт принят        _______________________          (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №74____________

Определение электроемкости конденсатора.

(Название лабораторной работы)

  1.  Цель работы:

Определение электроемкостей отдельных конденсаторов и двух батарей из последовательно и параллельно соединенных конденсаторов. 

2. Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

Схема установки исследуемого конденсатора.

                          

Сх - исследуемый конденсатор

ВУП - источник тока, 

U - вольтметр,

mA - микроамперметр,

.


3. Основные теоретические положения к данной работе
(основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

Проводник, удаленный от окружающих предметов, способен принимать на себя электрический заряд. Потенциал  проводника связан с величиной накопленного им заряда Q соотношением :    

Q=C .

Коэффициент пропорциональности , численно равный величине заряда, полученного проводником при повышении потенциала на единицу, называют электроемкостью или емкостью проводника:                                

C=.

Если проводник не уединенный, вводят понятие взаимной емкости проводников.

Емкость конденсатора определяется с помощью соотношения:                       

C=,

где  q   абсолютная величина заряда на одной из обкладок конденсатора;

     U   разность потенциалов его обкладок.

Емкость конденсатора зависит от размеров и формы его обкладок, их взаимного расположения, а также от свойств среды, заполняющей пространство между обкладками конденсатора.

В данной работе разность потенциалов обкладок конденсатора измеряют вольтметром, а величину заряда q можно измерить при периодической зарядке и разрядке конденсатора микроамперметром,  у которого подвижная система обладает периодом колебаний, много большим времени разряда конденсатора.

Такой микроамперметр, вследствие значительной инерции подвижной системы не будет регистрировать мгновенные значения тока, а покажет некоторое, не меняющееся со временем среднее значение силы тока < I >. Пользуясь этим значением можно найти заряд и вычислить емкость конденсатора.  Действительно, так как

    

то в общем случае

где I( t ) - мгновенное значение тока разряда.

Для микроамперметра с периодом колебаний, много большим времени разрядки конденсатора, можно написать, что протекший через него при разрядке конденсатора заряд определяется соотношением

                        

где T - время одного разряда конденсатора.

Если за некоторое время t произошло N разрядов, то прошедшее через микроамперметр количество электричества определяется равенством

Q=q· N=< I >·t

но . Следовательно,

      или       

                    

где f - число разрядов в секунду.


4. Таблицы и графики
1.

Таблица 1. Исходные данные для выполнения работы.

Разность потенциалов, В

U1= 110 В

U2= 140 В

Конденсатор

С1

C2

C’

С"

C1

C2

C’

С"

Сила тока, А

№п/п

I1

I2

I3

I4

I1

I2

I3

I4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

<I> среднее, А

S

I, А (по Стьюденту)

I, А( приборная)

U, B(приборная)

Емкость, Ф

Емкость по

формуле(3), Ф

Окончательная запись величины емкости, Ф


5. Расчёт погрешностей измерений
 

(указать метод расчёта погрешностей).

U1:

  43 / (110*50) =  0,0078 Ф,

  72,4 / (110*50) =  0,0132 Ф,

  27,4 / (110*50) =  0,005 Ф,

  115,7 / (110*50) =  0,0209 Ф,

U2:

  54,1 / (110*50) =  0,0077 Ф,

  90,4 / (110*50) =  0,0129 Ф,

  33,8 / (110*50) =  0,0048 Ф,

  44,5 / (110*50) =  0,0206 Ф,

U1:

0,0078 +  0,0132 = 0,0049 Ф,

= (0,0078 *  0,0132) / (0,0078 +  0,0132) = 0,0049 Ф,

U2:

0,0077 +  0,0129 = 0,0206Ф,

= (0,0077 *  0,0129) / (0,0077 +  0,0129) = 0,0048 Ф,


6. Окончательные результаты:

U1:

=  0,0078 Ф 4 %

=  0,0132 Ф 4 %

U2:

=  0,0077 Ф 4 %

=  0,0129 Ф 4 %

 

 

Подпись студента:


Лист – вкладыш

5. Расчёт погрешностей измерений (продолжение):

Расчет погрешности методом Стьюдента:

U1:

S1 = √∑(I – Iср)/N(N-1) = √1/(10*9) = 0.11

S2 = √∑(I – Iср)/N(N-1) = √1.3/(10*9) = 0.12

U2:

S1 = √∑(I – Iср)/N(N-1) = √0.9/(10*9) = 0.1

S2 = √∑(IIср)/N(N-1) = √1.6/(10*9) = 0.13

U1:

1 = a * S1= 0.95 * 0.11 = 0.1 А

2 = a * S2= 0.95 * 0.12 = 0.1 А

U2:

1 = a * S1 = 0.95 * 0.1 = 0.09 А

2 = a * S2=  0.95 * 0.13 = 0.12 А

Расчет ошибки косвенных измерений:

=  1.5 + 1.5 + 1 = 4 %

.

1 Графики выполняются на миллиметровой бумаге или в компьютерном виде с использованием программ построения графиков. Необходимо соблюдать правила построения графиков.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49621. Теорія будови Бутлерова як основа вивчення органічної хімії в школі 1.24 MB
  ФРАНКА ХІМІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра педагогіки Кафедра неорганічної хімії Теорія будови Бутлерова як основа вивчення органічної хімії в школі Курсова робота студента 4 курсу Яворського Богдана Володимировича...
49622. Дискретная обработка сигналов и цифровая фильтрация 447.89 KB
  Рассчитать и построить спектральные характеристики аналогового сигнала. Рассчитать прохождение сигнала через цепь операторный или временной метод Дискретная обработка аналогового сигнала. Спектральный анализ аналогового сигнала
49624. Розрахунки ділянки тепловозною тягою за одним варіантом ведення поїзда 1.57 MB
  Тяга поїздів – це галузева наука яка вивчає керований рух поїздів тобто такий рух що дозволяє досягти поставленої перед залізничним транспортом мети – повного та своєчасного забезпечення народного господарства у перевезеннях при безпеці цих перевезень та надійній роботі локомотивів. Таблиця 51 № елемента Довжина елемента Крутість Початкова швидкість Питома рівнодійна сила Відрізок шляху Швидкість кінцев...
49625. ДИСКРЕТНАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ И ЦИФРОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ 913.5 KB
  Дискретная обработка аналогового сигнала.1 Сравнить форму спектра дискретизированной последовательности со спектром исходного аналогового сигнала. Установить связь между: результатом Z – преобразования и спектральной плотностью дискретной последовательности; спектром исходного периодического аналогового сигнала и дискретными отсчетами его спектральной плотности.1 Методом билинейного Zпреобразования синтезировать цифровой фильтр нижних частот ФНЧ с частотой среза равной ширине основного лепестка в области положительных частот спектра...
49626. Разработка микропроцессорной системы с заданой частоты сигнала Fmax=200 Гц 806 KB
  Метки Оператор команды Операнд команды Комментарий MVI 36H Запись слова управления в регистр управления таймера OUT 7H MVI E8H Запись числа N в 0й канал OUT 4H MVI 3H OUT 4H MVI 72H Запись слова управления в регистр управления таймера OUT 7H CYCLE: MVI 8H Запись числа N в 1й канал OUT 5H MVI 52H OUT 5H MVI 1H Запуск таймера OUT 8H CC: IN 10H Опрос логического состояния счетного триггера JNZ CC MVI 0H Остановка таймера OUT 8H IN 5H Считывание частоты MOV C IN 5H MOV B MVI 8H Подсчет частоты SUB C MOV E MVI 52H...
49627. АНАЛИЗ ДЕНЕЖНЫХ ПОТОКОВ БАНКА (на материалах ПАО «ПриватБанк») 493.5 KB
  Осуществление практически всех видов финансовых операций коммерческого банка генерирует определенное движение денежных средств в форме их поступления или расходования. Это движение денежных средств функционирующего предприятия во времени представляет собой непрерывный процесс и определяется понятием “денежный поток”.