Схема измерения величины индуцированного заряда

Страницы работы

Содержание работы

Q = σS, где S – площадь пластины.  , где   – емкость вольтметра, а  – емкость пластин. Величину можно измерить, проведя аналогичные измерения с подключенным ко входу вольтметра известной емкостью . . Используя эту  и предыдущую формулы можно найти значение , а с помощью этой величины рассчитать Q и σ.

Схема измерения величины индуцированного заряда.  1 – Источник питания; 2 – пластины конденсатора; 3 - Металлические пластины; 4 – изолированные ручки; 5 – электростатический вольтметр; 6 – клеммы вольтметра.

Значения напряжения на электростатическом вольтметре, в зависимости от напряжения на источнике питания. Дополнительная емкость ко входу вольтметра не подключена.

Напряжение источника, В

Кол-во снятий

Напряжение на вольтметре, В

Среднее значение, В

Напряжение от 1 касания, В

Эксп. №1

Эксп. №2

Эксп.

№3

Эксп. №4

Эксп. №5

50 В

10

13,4

13,6

14

-

-

13,7

1,4

100 В

10

28,4

27,8

28

-

-

28

2,8

150 В

5

24,6

22,4

24

26,8

25

24,6

4,9

200 В

4

26

26,4

25,2

26,8

27,8

26,4

6,6

 Значения напряжения на электростатическом вольтметре, в зависимости от напряжения на источнике питания. Ко входу вольтметра подключена дополнительная емкость 10,4 пФ.

Напряжение источника, В

Кол-во снятий

Напряжение на вольтметре, В

Среднее значение, В

Напряжение от 1 касания, В

Эксп. №1

Эксп. №2

Эксп.

№3

Эксп. №4

Эксп. №5

50 В

10

9,6

10,2

10,8

9,6

10,2

10,1

1

100 В

10

21

21,6

19,8

20,6

21

20,8

2

150 В

5

18,2

17,8

18,5

17,6

-

18

3,6

200 В

5

21

22,4

21,6

22,4

21,8

21,8

4,4

Зависимость напряжения, возникающего на электростатическом вольтметре при передаче на него заряда с металлических пластин, от напряжения на обкладках конденсатора.

Время изменения напряжения на вольтметре из-за утечки заряда  ≈3*10^(-3) В/с – это влечет несущественную погрешность в измерениях. Площадь металлической пластины –  S =    0,01 м2  .

Значения поверхностной плотности заряда при разном напряжении источника питания.

Напряжение источника питания,

В

Экспериментальное значение σ, 10^-9 Кл/м2

Теоретическое значение σ,  10^-9 Кл/м2

50

2,22

2,21

100

4,64

4,42

150

7,83

6,64

200

7,44

8,85

График зависимости поверхностной плотности заряда от напряженности поля конденсатора

Погрешности. При измерениях возникала статистическая погрешность . Кроме того, при измерениях происходила утечка заряда с вольтметра.  Основной же источник погрешности – человеческий фактор. Пластины не всегда вносились в центр и раздвигались параллельно. Кроме того, следует учитывать, что электрическое поле конденсатора не идеально однородно, т.е. присутствует краевой эффект. Суммарная погрешность составляет 20%.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
46 Kb
Скачали:
0