Определение емкости и энергии конденсатора. Определение цены деления по заряду для баллистического гальванометра

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

 


Кафедра физики

Электротехническая лаборатория

Лабораторная работа №201-3

Определение емкости и энергии конденсатора

Выполнил студент

Гр РТС-312

Болгов Егор

Проверил __________________

Санкт – Петербург

2004 г.


Оглавление:

1.    Теоретические данные................................................................................................................ 3

1.1     Определение емкости конденсатора.................................................................................. 4

2.    Порядок выполнения работы..................................................................................................... 4

2.1     Определение цены деления по заряду (AQ) для баллистического гальванометра (или для амперметра установки А)................................................................................................................................... 4

2.2     Определение неизвестных емкостей.................................................................................. 5

3.    Таблицы........................................................................................................................................ 6

Расчет Спосл , Спар, Q и W.................................................................................................................. 8

Вывод.................................................................................................................................................. 8

Графики.................................................................................................................................................................................. 9


1.  Теоретические данные

Емкость конденсатора определяется отношением заряда на нем Q к разности потенциалов U, до которой он заряжен:

      (3.1)

Еденица емкости в СИ – 1 Фарада (1 Ф = 1 Кл/В) – емкость такого конденсатора, разность потенциалов которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда в 1 Кл.

Конденсатор в электрических цепях может использоваться для накопления энергии. Энергия заряженного конденсатора:

    (3.2)

Конденсатор характеризуется двумя параметрами: значение емкости С и рабочего напряжения Uр , на которое рассчитана изоляция между пластинами конденсатора (например, С=10 мкФ, Uр=160 В). Максимальная энергия, которую может запасти конденсатор, определяется формулой (3.2) и равна:

Чтобы увеличить энергию, которую можно накопить при заданном напряжении источника, используют батарею конденсаторов, включенных параллельно. При параллельном включении конденсаторов их емкости складываются:

(3.3)

Если ЭДС источника превышает Uр , конденсаторы соединяют последовательно. При таком включении складываются обратные величины емкостей:

, (3.4)

а рабочее напряжение батарей конденсаторов равно сумме рабочих напряжений, на которые рассчитаны конденсаторы:


1.1  Определение емкости конденсатора

Конденсатор заряжают до известной разности потенциалов и измеряют его заряд Q путем разрядки конденсатора через амперметр А установки или баллистический гальванометр (БГ).

Если известна цена деления прибора по заряду Аф , то измеряя отклонение стрелки прибора a при разрядке конденсатора, можно определить заряд Й на пластинах конденсатора Q=AQ*a. По формуле (3.1) находим емкость конденсатора С

Емкость конденсатора можно измерить методом сравнения. Два конденсатора (известной емкостиСэ и неизвестной – Сх ) заряжаются до одинаковой разности потенциалов U. Если эти емкости поочередно разрядить через прибор, измеряющий заряд, то отклонения стрелки прибора a будут пропорциональны емкостям конденсаторов:

   и  

Значение неизвестной емкости Сх найдем, вычислив отношение зарядов Qэ /Qx  или сравнивая отклонения aэ и aх :

  и 

2.  Порядок выполнения работы

2.1  Определение цены деления по заряду (AQ) для баллистического гальванометра (или для амперметра установки А)

1.  Включить выпрямитель в сеть, перевести К1 в верхнее положение. Потенциометром П1 подобрать такое значение напряжения U, при котором отклонение стрелки БГ при разрядеке емкости не выходит за пределы шкалы прибора. При выбранном таким образом значении U измерить не менее 3 раз отклонение aЭ прибора при разрядке емкости СЭ . Занести результат измерений в таблицу 1.

2.  Диапазон 0 – U разбить не 8-10 интервалов и снять зависимость aЭ(U). При каждом значении U нужно с помощью переключателя П не менее 3 раз зарядить и разрядить конденсатор, измеряя каждый раз значение aЭ . Время зарядки должно быть 2-3 с. Результаты измерений занести в таблицу 1 и построить зависимость aЭ(U).

3.  По измеренной зависимости aЭ(U) и значению СЭ вычислить цену деления прибора по заряду AQ . Заряд Q можно определить двумя способами:

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
282 Kb
Скачали:
0