Схема измерения величины индуцированного заряда

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.

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

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.

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%.