Файл: Отчёт по лабораторной работе 2.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.12.2023

Просмотров: 111

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»Кафедра общей и технической физикиОТЧЁТпо лабораторной работе №2По дисциплине ФИЗИКА (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема: Измерение диэлектрической проницаемости твёрдых материалов Выполнил: студент гр. БТБ-20 Зайцева Д.С.(подпись) (Ф.И.О.) Проверил: (должность) (подпись) (Ф.И.О.)Санкт-Петербург2021 годЦель работы: Определениеэлектрическойёмкостиконденсатора . Выявлениевзаимосвязиэлектрическойпостоянной и напряжения , электрическойпостоянной и расстояниямеждуобкладкамиконденсатора . Определениезависимостидиэлектрическойпроницаемости
отнапряжения .Краткое теоретическое содержаниеЯвление, изучаемое в работе: изменение ёмкости конденсатора и напряжения от геометрических параметров конденсатора.Определения (основных физических понятий, процессов, объектов и величин):

  1. Электрический заряд — это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.

  2. Свободные заряды- заряды, способные перемещаться под действием электрического поля на макроскопические расстояния, положительные заряды атомных остатков в металлах, избыточные заряды, сообщённые телу и нарушающие его электрическую нейтральность.

  3. Связанные заряды- заряды, которые входят в состав атомов, молекул, ионов в кристаллических диэлектриках с ионной решёткой и могут под действием электрического поля лишь незначительно смещаться из своих положений равновесия.

  4. Дипольный момент – векторная физическая величина, характеризующая распределение зарядов в системе заряженных частиц в смысле создаваемого ими поля и действия на него внешних полей.

  5. Поляризация – обратимое смещение электрических зарядов, приводящее к возникновению суммарного дипольного момента молекул, отличного от нуля, при внесении диэлектрика в электрическое поле.

  6. Конденсатор- система из двух проводников (обкладок), область между которыми заполнена диэлектриком малой толщины, по сравнению с размерами проводников. Плоский конденсатор состоит из двух равных по площади металлических пластин, расположенных на малом расстоянии d одна от другой.

  7. Емкость конденсатора – физическая величина, равная отношению заряда, который накоплен на каждой из обкладок конденсатора к разности потенциалов между его обкладками. Ёмкость C конденсатора определяется только геометрическими параметрами конденсатора: прямо пропорциональна площади пластины и обратно пропорциональна расстоянию d между пластинами.

  8. Диэлектрическая проницаемость среды — физическая величина, характеризующая свойства изолирующей среды и показывающая, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в этой среде меньше, чем в вакууме. Значение диэлектрической проницаемости диэлектрика зависит от свойств диэлектрика. Точное значение этой величины в вакууме .
Законы и соотношения (использованные при выводе расчетной формулы):

  1. Теорема Гаусса – поток вектора напряжённости электрического поля сквозь произвольную неподвижную замкнутую поверхность, мысленно проведённой в электрическом поле, равен отношению суммарного свободного заряда Q, заключённого внутри области, ограниченной этой поверхностью, к электрической постоянной :

  1. Условие потенциальности поля – циркуляция вектора напряжённости электрического поля по произвольному неподвижному замкнутому контуру l, мысленно проведённому в электрическом поле, равна нулю:
Схема установкиРис.1 – Схема установки1– плоский конденсатор; 2 – источник питания; 3 – универсальный измерительный усилитель; 4 – вольтметр;5 – конденсатор; 6 – пластмассовая пластинка; 7 – соединительные шнуры.Основные расчётные формулы:

  1. Экспериментальное значение электроемкости:
где – напряжение между пластинами, В; – напряжение на источнике питания, В; – ёмкость конденсатора, Ф; – экспериментальное значение ёмкости конденсатора, Ф.

  1. Теоретическое значение электроёмкости:
Где - диэлектрическая проницаемость среды;

- электрическая постоянная, Ф/м; - площадь пластины, м2; – расстояние между обкладками конденсатора, м; - теоретическое значение электроёмкости, Ф.


  1. Электрическая постоянная:
где – напряжение между пластинами, В; – напряжение на источнике питания, В; – ёмкость конденсатора, Ф; - диэлектрическая проницаемость среды; - электрическая постоянная, Ф/м; - площадь пластины, м2; – расстояние между обкладками конденсатора, м.

  1. Диэлектрическая проницаемость среды:
где – напряжение между пластинами, В; – напряжение на источнике питания, В; – ёмкость конденсатора, Ф; - диэлектрическая проницаемость среды; - электрическая постоянная, Ф/м; - площадь пластины, м2; – расстояние между обкладками конденсатора, м.

  1. Напряжённость электрического поля:
где – напряжение между пластинами, В; – напряжение на источнике питания, В;

– расстояние между обкладками конденсатора, м; E - напряжённость электрического поля, В/м.

Формулы погрешности косвенных измерений:








Таблица №1. Зависимость напряжения на конденсаторе от расстояния между обкладками


, мм
2
4
5
10
15
20
30
40
70

, В
1,8
1
0,8
0,6
0,4
0,3
0,2
0,1
0,08
Табл.1. Зависимость напряжения на конденсаторе от расстояния между обкладкамиТаблица №2. Зависимость напряжения на конденсаторе от напряжения на источнике питания

, кВ
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5

, В
0
0,2
0,3
0,6
0,9
1,1
1,2
1,5
1,7
2,1
2,3

Смотрите также файлы