Определение электроемкости конденсаторов

Физика

Электричество

«Определение электроемкости конденсаторов»

Методические указания к лабораторной работе №2 для направления подготовки

Губкин, 2011

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени В.С. Черномырдина»

Губкинский институт (филиал)

УТВЕРЖДЕНО

Директором Губкинского

института (филиала) МГОУ

Физика

Электричество

«Определение электроемкости конденсаторов»

Методические указания к лабораторной работе №2 для направления подготовки

Губкин, 2011

УДК 53

Ф 50

Физика. Часть II. Определение электроемкости конденсаторов: Методические указания к лабораторной работе№ 2 /Сост. Н.Н.Жданов; Рец. к.т.н. доцент кафедры прикладной механики СМИ (МИСИС) А.М. Сигаев; к. ф-м. н. доцент, зав. кафедры механико-технологических дисциплин ГИ (филиала) МГОУ Погорельский К.С.- Губкин.: ГИ МГОУ, 2011.- 9с.

Методические указания содержат подробную теоретическую часть; описание экспериментальной установки, порядок выполнения работы, контрольные вопросы и указана литература по теории.

В лабораторной работе экспериментально определяется электроемкости различных плоских конденсаторов, а также их параллельного и последовательного включения.

Предназначены для студентов технических специальностей вузов.

© Губкинский институт (филиал) Московского государственного открытого университета, 2011.

© Н.Н. Жданов, 2011.

Лабораторная работа № 2

Определение электроемкости конденсаторов

Цель работы: вычисление электроемкости отдельных плоских конденсаторов, конденсаторов, соединенных параллельно и последовательно.

Приборы и принадлежности: набор плоских конденсаторов, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключи переключения.

Краткая теория

Проводник, который удален от других проводников называется уединенным проводником, и его потенциал прямо пропорционален заряду проводника

.

Из опыта следует, что разные проводники, будучи одинаково заряженными, имеют разные потенциалы. Поэтому для уединенного проводника

где называют электроемкостью уединенного проводника. Емкость проводника зависит от его размеров и формы.

Единица емкости - фарад /Ф/: 1Ф- емкость такого уединенного проводника, потенциал которого изменяется на 1В при сообщении ему заряда 1 Кл. Дольные единицы миллифарад (мФ)-10^-3 Ф, микрофарад (мкФ)-10^-6 Ф, пикофарад (пФ)-10^-12 Ф.

Для того чтобы проводник обладал большой емкостью, необходимы устройства обладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел площадях накапливать значительные по величине заряды. Эти устройства получили название конденсаторов.

Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком. На емкость конденсатора не должны оказывать влияния окружающие тела, поэтому проводникам придают некую форму, чтобы поле, создаваемое, накапливаемыми зарядами, было сосредоточено в узком зазоре между обкладками конденсатора. Этому условию удовлетворяют:

1) две плоские пластины (плоский конденсатор);

2) два коаксиальных цилиндра (цилиндрический конденсатор;

3) две концентрические сферы (сферический конденсатор).

Емкость плоского конденсатора , где ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика; S- площадь пластин;d- расстояние между пластинами.

Емкость цилиндрического конденсатора

где ℓ - длина цилиндров, - радиусы цилиндров, вставленных один в другой.

где - радиусы сфер

Конденсаторы характеризуются пробивным напряжением- разностью потенциалов между обкладками конденсатора, ри которой происходит пробой - электрический разряд через слой диэлектрика в конденсаторе. Пробивное напряжение зависит от формы обкладок, свойств диэлектрика и его толщины.

Для увеличения или уменьшения емкости конденсаторов, они соединяются в батареи. При этом используется их параллельное и последовательное соединения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: