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

12 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

59547. Боротьба ОУН „УПА” У 40-х – на початку 50-х років 66.5 KB
  Основні поняття: ОУН організація українських націоналістів український політичний рух що ставив собі за мету встановлення незалежної української держави. Отже наша тема: Боротьба ОУН УПА у 40х на початку 50х років. Що таке депортація розвитку безкоштовної освіти...
59550. Велика буква у назвах міст, сіл, вулиць та річок 48.5 KB
  Загарбники люди розповідали що після звільнення міста спорудили на його підступах багато камяних левів. Летимо далі і наступна посадка буде в місті Харкові. Хто розповість нам легенду звідки пішла назва міста Був собі козак Харко.
59551. Сценарій літературно-музичного свята. Від сопілки — до слова, від слова — до мови 51 KB
  Перший ведучий. Із святом рідної мови вас, шановні добродії, із святом, шанувальники рідного слова. Мова — то цілюще джерело, і хто не припаде до нього вустами, той сам усихає від спраги.
59552. Разработка сетевого формата конкурентоспособного бизнеса по управлению коттеджной недвижимостью в интересах его широкого выведения на рынок 1.44 MB
  Проблема исследования относится к стратегическому менеджменту и может быть сформулирована как неопределенность, связанная с предложением такого формата услуг по управлению коттеджной недвижимостью, который позволил бы сформировать конкурентоспособный бизнес в целях его широкого выведения на рынок этих услуг при сопоставимых издержках.
59553. Бінарний урок. Весна в житті тварин 42 KB
  Обладнання: ілюстрації тварин предметні малюнки індивідуальні картки карта Великобританії аудіозапис пісень. Сьогодні на уроці діти ми поговоримо про особливості життя тваринного світу весною. Актуалізація знань Зараз ми відгадаємо загадки про тварин...
59555. Вивчення містерії Великий льох Т. Г. Шевченка 84 KB
  Мета виховна: на основі розуміння істинної історії України виховати почуття любові і співпереживання за її трагічну долю; виховати почуття гордості за свою націю і державу; Соціальні та комунікативні компетенції: поглибити поняття про містерію як жанр твору.