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

10 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

36827. МОДЕЛИРОВАНИЕ реакции с диффузией в трубчатом реакторе 862.5 KB
  Поэтому математическое описание процессов протекающих в этих реакторах имеет большое значение. Рассмотрим математическое описание трубчатого реактора для проведение реакции с диффузией. Этот поток входит в реактор где одновременно с диффузией осуществляется реакция первого порядка Длина реактора L площадь его поперечного сечения 1 м2. При условии что скорость питания w м3 ч концентрация М равна с0 а коэффициент диффузии М принимается постоянный со значением D м2 ч определить концентрацию М как функцию длины реактора.
36828. ПОВЕРКА МИКРОМЕТРА 227.5 KB
  Лабораторная работа № 2 ПОВЕРКА МИКРОМЕТРА Цель работы: изучить устройство и принцип действия микрометра; получить первичные практические навыки в выполнении поверки СИ осуществить поверку микрометра определить пригодность микрометра к использованию. Устройство и принцип действия микрометра Микрометр относится к классу микрометрических измерительных инструментов принцип действия которых основан на использовании винтовой пары винт гайка позволяющей преобразовать вращательное движение микровинта в поступательное. Устройство...
36829. МНОГОМЕРНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ 124.5 KB
  Для создания таких массивов служит функция meshgrid. [XY]=meshgridxy преобразует область заданную векторами x и y в двухмерные массивы X и Y которые могут быть использованы для вычисления значений функции двух переменных и построения трехмерных графиков. Пример [XY]=meshgrid1:1:46:1:9 X = 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Y = 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 В этом примере формируются массивы X и Y для построения трехмерной по верхности при изменении x от 1 до 4 с шагом 1 и y от 6 до 9 с шагом 1. Пример [xy]=meshgrid3: .
36830. Исследование разборчивости речи методом артикуляционных измерений при защите речевой информации различными видами маскирующих сигналов 201.5 KB
  Звуковые колебания в жидкой и газообразной среде воздухе представляют собой продольные колебания так как частицы среды колеблются вдоль линии распространения звука. Вследствие этого образуются сгущения и разряжения среды двигающейся от источника колебаний с определенной скоростью называемой скоростью звука. Скорость звука Скорость звука является постоянной величиной для данной среды и метеорологических условий и определяется по формуле ...
36831. СОЗДАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИАГРАММ 67 KB
  В табличном процессоре MS Excel создать документ и сохранить его в личной папке под именем ФИО_лабExcel4_группа.xls. В созданном документе выполнить все задания.
36832. РЕШЕНИЕ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ЗАДАЧ 1.05 MB
  В созданном документе выполнить все задания каждое задание оформлять на отдельном листе. ЗАДАНИЕ 1. ЗАДАНИЕ 2. ЗАДАНИЕ 3.
36833. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 110.57 KB
  Научные положения дисциплины «Неразрушающий контроль и диагностика электрооборудования» сформулированы на основе теории электромагнитных полей, специальных разделов математики, таких как теория функций комплексных чисел, конформных преобразований, теории рядов, теории симметрии. При изучении дисциплины необходимо знание высшей математики, основ теории поля, основ программирования.
36834. web-сайта для Парка культуры и отдыха имени М. Горького 2.78 MB
  Суть нашего дипломного проекта облегчить жителям Ростова-на-Дону и приезжим гостям поиск мест проведения досуга. На сайте они смогут узнать месторасположение Парка им. М. Горького, проводимые мероприятия в парке и время их проведения
36835. Изменение сопротивления гальванометра методом мостиковой схемы (Уинстона) 22.65 KB
  №1 А сила тока на однородном участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорционально электрическому сопротивлению этого участка. I= I=Сила тока U=напряжение R= сопротивление в замкнутой цепи. R А v...