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

29617. Традиционный анализ документов в социологическом исследовании 25 KB
  Под традиционным классическим анализом понимается все многообразие умственных операций направленных на интерпретацию сведений содержащихся в документе с определенной точки зрения принятой исследователем в каждом конкретном случае. Интересующая Социолога информация заложенная в документе обычно присутствует там в скрытом виде в форме отвечающей целям с которыми документ был создан но далеко не всегда отвечающей целям социологического анализа. Проведение традиционного анализа означает...
29618. Контент-анализ документов в социологическом исследовании. Основные процедуры методы 28 KB
  Контентанализ – строго формализованный вид анализа документальной информации суть которого состоит в переводе её в количественные показатели с последующей математической обработкой. Процедура контентанализа включает в себя: выделение смысловых единиц анализа категорий анализа определение единиц счета индикаторов характеристик в тексте анализа соответствующих выделенным смысловым единицам. Смысловые единицы категории анализа – это направления анализа текста некие теоретические конструкты или эмпирические обобщения...
29619. Эксперимент как метод социологического исследования. Логика экспериментального анализа 28 KB
  Логика экспериментального анализа. Метод эксперимента в социологии используется не столь часто как опросные методы и метод наблюдения. Итак эксперимент – это опытное исследование воздействия отдельного фактора или нескольких факторов на интересующую исследователя переменную.
29620. Виды эксперимента. Мысленный эксперимент в социологическом исследовании 42 KB
  Существует несколько видов эксперимента среди которых чаще всего выделяют: лабораторный полевой натурный мысленный Мысленный эксперимент проводится в логике натурного эксперимента допосле с контрольной группой. Этапы: Разделение всего массива анкет на 2 группы – экспериментальную и контрольную. Выделение этих двух групп происходит следующим образом: в экспериментальную группу попадают те анкеты в которых отмечены положительные пункты шкалы интереса 1 и 2.
29621. Организационно-логический план эксперимента 21.5 KB
  В социологических исследованиях используются четыре организационнологических плана исследования: Эксперимент допосле без контрольной группы. Эксперимент допосле с контрольной группой. Эксперимент только после с контрольной группой. Эксперимент якобы допосле с контрольной группой.
29622. Способы выравнивания групп в социологическом исследовании 33.5 KB
  Мужчина 40 лет 10 классов образования; Женат; Слесарь 3го разряда.А; Женщина; 8 классов образования; 32 года; замужем; контролёр 2го разряда.П; Мужчина; 10 классов образования; 40 лет; Женат; Слесарь 3го разряда.А; Женщина; 8 классов образования; 32 года; замужем; контролёр 2го разряда.
29623. Социометрический опрос в социологическом исследовании. Назначение, опыт использования 23 KB
  Производственные критерии – это критерии позволяющие выяснить межличностные взаимоотношения на уровне структуры производственной учебной деятельности Например: Кого бы Вы выбрали напарником Непроизводственные критерии – это критерии являющиеся показателями межличностных отношений в коллективе С кем Вы хотели бы пойти в поход. Прогностические критерии – это критерии позволяющие выяснить структуру ожидания отношений членов коллектива согласно представлениям респондентов. Респонденту предлагается ответить на вопрос кто из членов...
29624. Процедура проведения социометрического опроса 27 KB
  Теперь исходя из практики исследований оптимальным принято считать численный состав малой группы в 1020 человек. При социометрическом опросе каждому опрашиваемому вручается социометрическая анкета социометрическая карточка и список членов социометрируемой группы. Для удобства работы и простоты последующей обработки фамилии членов группы шифруются или кодируются номером в списке группы. Проранжируйте пожалуйста членов Вашей группы по степени симпатии к ним сначала назовите самого близкого для Вас товарища потом менее близкого и т.
29625. Обработка данных социометрического опроса: социометрическая матрица 31.5 KB
  Персональные социометрические индексы – это отражение индивидуальных социальнопсихологических свойств личности проявляющихся в отношении к членам группы. Социометрический статус – персональный социометрический индекс отражающий отношение членов группы к каждому её представителю выбор отвержение опускание. Персональный социометрический статус вычисляется по формуле: Ci = где Ci социометрический статус R и R положительные и отрицательные выборы полученные i членом группы. N – число членов группы Индекс эмоциональной...