IV. Выполнение работы

1. Собрать схему согласно рис.6, включив в качестве С_х один из конденсаторов с неизвестной электроемкостью.

2. Поставить скользящий контакт реохорда на середину.

3. Включить генератор ЗГ, установив частоту 1000 - 2000 Гц.

4. Двигая контакт магазина емкостей, добиться того, чтобы амплитуда колебаний осциллографа была минимальной. Двигая скользящий контакт реохорда в ту или иную сторону от середины, добиться превращения кривой в прямую.

5. Измерить l₁ и l₂ с точностью до миллиметра и записать их в таблицу 1. В ту же таблицу записать и С_эт.

6. Используя полученные данные, по формуле (11) вычислить неизвестную емкость. Для исключения возможной ошибки повторить с тем же конденсатором С_х указанные выше измерения, несколько изменив величину С_эт, еще два раза.

Таблица 1

7. По трем полученным значениям С_х найти среднее значение С_CР.

8. Повторить все измерения для другого неизвестного конденсатора согласно пунктам 1-7.

9. Соединить эти конденсаторы последовательно и найти их общую емкость, следуя пунктам 1-7.

10. Соединить эти же конденсаторы параллельно и повторить все измерения.

11. Для расчета погрешностей найти эквивалентные емкости для последовательного и параллельного соединения С_х1 и С_х2 расчетным путем. Для этого средние значения для С_ср1 и С_ср2, найденные из опыта, подставить в формулы:

1). Последовательное соединение:

2). Параллельное соединение: С = С_cp1 + С_cp2

12. Определить абсолютную и относительную погрешности для каждого вида соединений, сравнив среднее значение емкости, полученное опытным путем (см. таблицу 1), с соответствующим ему значением, рассчитанным по формуле (п.11).

V. Содержание отчета

Отчет по работе составляется в произвольной форме и должен содержать:

1. Краткое описание.

2. Все рабочие формулы.

3. Результаты измерений.

4. Таблица, содержащая результаты измерений и расчетов.

5. Вычисления.

6. Результаты расчетов абсолютной и относительной погрешностей (по каждому виду соединений емкостей).

7. Выводы, в которых должны быть указаны полученные результаты по каждому виду соединений в следующем виде:

,

где С_ср – среднее значение емкости, полученное опытным путем,

ΔС – соответствующая данному виду соединения абсолютная погрешность.

VI. Контрольные вопросы

1. Что такое электроёмкость? В каких единицах она измеряется?

2. От чего зависит ёмкость конденсатора?

3. Выведите формулу ёмкости плоского конденсатора.

4. В каких случаях конденсаторы соединяют в батареи, и как при этом изменяется ёмкость?

5. Отчего зависит емкостное сопротивление Х_С?

6. Объясните работу схемы моста Сотти. Получите условие равновесия моста.

7. что такое полное сопротивление цепи переменного тока?

8. Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора 5 мм, разность потенциалов 1,2 кВ. Определить поверхностную плотность заряда на пластинах конденсатора?

9. Определите расстояние между пластинами плоского конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов 150 В, площадь каждой пластины 100 см², ее заряд 10 нКл. Диэлектриком служит слюда.

10. Два плоских воздушных конденсатора одинаковой емкости соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов 300 В. Определите разность потенциалов этой системы, если пространство между пластинами одного из них заполнить слюдой?

11. Емкость батареи конденсаторов, образованной двумя последовательно соединенными конденсаторами 100 пФ. Определить емкость второго конденсатора, если емкость первого конденсатора 200 пФ.