ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2025
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ С ПОМОЩЬЮ МИЛЛИАМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ
Емкостное сопротивление R: (реактивное сопротивление) можно определить по закону Ома для переменного тока:
R = |
U |
, |
(9) |
|
I |
||||
где U - эффективное значение напряжения на конденсаторе, измеряемое вольтметром; I - эффективное значение силы тока, измеряемое миллиамперметром. С другой стороны, как известно из теории, емкостное сопротивление пропорционально циклической частоте ω и величине электроемкости С:
R = |
1 |
. |
(10) |
ωC |
|||
Используем связь между циклической частотой ω и линейной частотой
ν:
ω=2πν,
где ν = 50 Гц - промышленная частота переменного тока. Соотношение (10) перепишем в виде:
R = |
1 |
. |
(11) |
|||||
2πνC |
||||||||
Решая совместно (9) и (11), получим выражение, по которому можно |
||||||||
произвести вычисления электроемкости конденсатора: |
||||||||
С = |
1 |
= |
1 |
. |
(12) |
|||
314R |
314U |
|||||||
Следует отметить, что данный метод определения электроемкости С является приближенным и используется реже, чем первый.
Для выполнения этой части работы используется схема, приведенная на рис. 5.
8
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Для определения электроемкости конденсатора С поступают следующим образом. Соединяют последовательно измеряемый конденсатор С, миллиамперметр и реостат подключают к источнику переменного напряжения. Параллельно конденсатору присоединяют вольтметр. Реостат R
служит здесь лишь предохранителем на случай пробоя или короткого замыкания обкладок конденсатора и должен быть включен на максимальное сопротивление.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ДЛЯ ЧАСТИ 2
Упражнение 1.
1.Ознакомиться с приборами и собрать цепь по схеме (рис.5), подключая один из исследуемых конденсаторов.
ВНИМАНИЕ! До проверки преподавателем или лаборантом собранной Вами цепи ток не включать!
2.После проверки цепи преподавателем замкните ключ К на переменный ток.
3.Снимите показания напряжения вольтметра U на конденсаторе и значение силы тока I на миллиамперметре.
4.По формуле (12) вычислите величину электроемкости конденсатора.
5.Измерения проделайте не менее трех раз (для различных значений тока).
6.Найдите среднее значение Сх.
7.Проделайте пункты (1-6) этого упражнения для другого конденсатора.
Упражнение 2.
1.Соедините исследуемые конденсаторы параллельно и повторите пункты (1-6) упражнения 1 для электроемкости батареи параллельно соединенных конденсаторов.
2.Сравнить результат с вычисленным по формуле:
Сб = С1х+ С2х
Упражнения 3.
1.Соедините исследуемые конденсаторы последовательно и повторите пункты (1-6) упражнения 1 для определения электроемкости батареи последовательно соединенных конденсаторов.
2.Сравнить результаты с вычисленными по формуле:
1 = 1 + 1 .
Сбат С1х С2 х
3.Результаты запишите в таблицу 2.
9
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
табл.2.
С |
С |
|||||||
№ |
I |
U |
С |
Cср |
по формуле |
по формуле |
||
опыта |
послед. |
паралл. |
||||||
соедин. |
соедин. |
|||||||
Конденсатор 1 |
1 |
|||||||
2 |
||||||||
3 |
||||||||
Конденсатор 2 |
1 |
|||||||
2 |
||||||||
3 |
||||||||
Конденсаторы |
1,2, |
1 |
||||||
соединенные |
2 |
|||||||
последовательно |
3 |
|||||||
Конденсаторы |
1,2, |
1 |
||||||
соединенные |
2 |
|||||||
параллельно |
3 |
Упражнение 4.
Сравните результаты вычислений электроемкостей конденсаторов в 1 и 2 способах с их номиналами и сделайте вывод.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Что такое электроемкость проводников и от чего она зависит?
2.Расскажите об устройстве конденсаторов.
3.Получите формулу для электроемкости плоского конденсатора.
4.Как вычисляется электроемкость батареи последовательно соединённых конденсаторов? Получите эту формулу.
5.Как определить электроемкость батареи параллельно соединенных конденсаторов? Получите эту формулу.
6.Чем объяснить, что при увеличении числа конденсаторов, соединенных последовательно, общая электроемкость уменьшается, а при параллельном − увеличивается?
7.Почему напряженность внутри конденсатора в два раза больше напряженности, создаваемой каждой обкладкой (пластиной) плоского конденсатора?
8.Получите рабочую формулу для 1 способа определения электроемкости.
9.Расскажите о физическом принципе измерения емкостного сопротивления.
10.Как получить рабочую формулу для измерения электроемкости конденсатора 2 способом?
10
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
ЛИТЕРАТУРА
1.Трофимова, Т.И. Курс физики. − М.: ВШ, 2007.
2.Цэдрык, М.С. Курс агульнай фiзiкi. − Минск: ВШ, 1994.
3.Детлаф, А.А., Яворский Б.М. Курс физики. − М.: Академия, 2005.
11
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Учебное издание
ИЗУЧЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ
Методические указания
Составитель: ассистент
Редактор Щербакова А.А.
Технический редактор Хлыстова М.О.
Подписано в печать Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать ризографическая.
Усл. печ. л. Уч.-изд. л.
Тираж Заказ
Отпечатано на ризографе редакционно-издательского отдела
учреждения образования «Могилевский государственный университет продовольствия».
212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3.
ЛИ № 02330/0131913 от 08.02.2007.
12
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com