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

7 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

23903. Еврипид Медея 17.48 KB
  В Колхиде правил могучий царь сын Солнца; дочь его царевнаволшебница Медея полюбила Ясона они поклялись друг Другу в верности и она спасла его. Вовторых когда они отплывали из Колхиды Медея из любви к мужу убила родного брата и разбросала куски его тела по берегу; преследовавшие их колхидяне задержались погребая его и не смогли настичь беглецов. Втретьих когда они вернулись в Иолк Медея чтобы спасти Ясона от коварства Пелия предложила дочерям Пелия зарезать их старого отца обещав после этого воскресить его юным.
23904. Софокл Антигона 17.64 KB
  Когда Эдип отрекся от власти и удалился в изгнание править стали вдвоем Этеокл и Полиник под надзором старого Креонта свойственника и советника Эдипа. После гибели Этеокла и Полиника власть над Фивами принял Креонт. Но Креонт думал не о людях и не о богах а о государстве и власти. Навстречу хору выходит Креонт и оглашает свой указ: герою честь злодею срам тело Полиника брошено на поругание к нему приставлена стража кто нарушит царский указ тому смерть.
23905. Софокл Трахинянки 17.08 KB
  Знаменит он только тем что в нем прожил свои последние годы величайший из греческих героев Геракл сын Зевса. Почти все греческие герои были царями в разных городах и городках кроме Геракла. Когда Геракл кончил свою подневольную службу он пошел на край Греции свататься к Деянире. Геракл схватился с богом в борьбе придавил его как гора; тот обернулся змеем Геракл стиснул ему горло; тот обернулся быком Геракл сломил ему рог.
23906. Филоктет - характеристика литературного героя 14.8 KB
  Филоктет характеристика литературного героя персонажа Филоктет ФИЛОКТЕТ герой трагедии Софокла Филоктет поставлена в 409 г. создали кроме Софокла и Эсхил и Еврипид обе хронологически предшествовали Софокловой но последние произведения не сохранились. на пути под Трою во время жертвоприношения у Софокла на Хрисе около Лемноса по другим версиям на о. исключительный для Софокла случай наученный Одиссеем выдает себя за жертву Атридов.
23907. Софокл Царь Эдип 16.7 KB
  Назвали мальчика Эдип. Эдип вырос сильным и умным. Эдип был в ужасе.
23908. Софокл Эдип в Колоне 16.43 KB
  Среди этой рощи стоял алтарь в честь героя Эдипа: считалось что этот фиванский герой здесь похоронен и охраняет эту землю. От кровосмесительного брака с матерью у Эдипа были два сына и две дочери: Этеокл и Полиник Антигона и Исмена. Когда Эдип ослепил себя за грехи и ушел от власти оба сына отшатнулись от него.
23909. ОРЕСТ МСТИТ ЗА УБИЙСТВО ОТЦА 14.38 KB
  Это был сын Агамемнона Орест спасенный в день гибели Агамемнона своей няней и воспитанный вдали от родины царем Фокиды Строфием. Только что Орест принес свою жертву отцу как в дверях дворца показались рабыни в черных одеждах. Орест и Пилад поспешно спрятались у могилы и стали смотреть что будут делать рабыни. По сходству их со своими волосами сразу догадалась она что это волосы Ореста.
23910. Эсхил Орестея 22.47 KB
  Но участь его оказалась ужасна а участь сына его Ореста еще ужаснее. Но в живых остается маленький сын Агамемнона и Клитемнестры Орест: чувство матери побеждает в Клитемнестре расчет мстительницы она отсылает его в чужой край чтобы Эгисф не погубил за отцом и сына. Орест растет в далекой Фокиде помышляя только об одном о мести за Агамемнона.