Хмельницький нацiональний унiверситет 
 Фiзика
Лабораторна робота: Визначення електричної ємності конденсаторів методом періодичної зарядки та розрядки
Додаткова інформація.

Прилади і приладдя: джерело напруги, вольтметр, мікроамперметр, реостат, автоматичний перемикач, конденсатори.

Короткі теоретичні відомості

Якщо конденсатор періодично заряджати і розряджати через звичайний мікроамперметр, період власних коливань рухомої системи якого набагато більший за час зарядки конденсатора, то відхилення стрілки мікроамперметра (яке не змінюється з часом) відповідатиме середньому значенню сили струму I.

Середній заряд, який протікає через мікроамперметр за час t, буде визначатися за формулою:

,(1)
де ,(2)
звідки ,
Q - заряд конденсатора.
, - частота перемикача, = 50 Гц.

У даній роботі це співвідношення використовується для визначення електроємності конденсаторів. Конденсатор С, що досліджується (рис.1), заряджається через випрямляч до напруги U. Після цього автоматично діючий перемикач від'єднує одну з обкладок конденсатора від джерела напруги (1-2) і замикає обкладки конденсатора на мікроамперметр (1-3). При цьому конденсатор розряджається. Цикл "зарядка-розрядка" повторюється з частотою роботи перемикача (50 Гц). Опір мікроамперметра та електроємність конденсатора такі, що конденсатор встигає зарядитися (розрядитися) менше ніж за 0,01 с. Період власних коливань рухомої системи мікроамперметра значно більший.

Виставляючи за допомогою потенціометра R задану напругу U, значення якої контролюється вольтметром, і спостерігаючи покази мікроамперметра I, за формулою (2) визначають шукану електроємність конденсатора.

Порядок виконання роботи

  1. Зібрати схему згідно з рис.1 з конденсаторами невідомої ємності.

    Рис.1

  2. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу U та виміряти струм мікроамперметра.
  3. Такі самі вимірювання провести для другого конденсатора та для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять кілька разів і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записати в таблицю 1.

    Таблиця 1

    № п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
    I1U1C1I2U2C2I'U'C'0I"U"C"0C'C"
    1------------XX
    2------------
    3------------
    Сер.X-X-X-X---
    Δcер.X-X-X-X---

  4. За даними вимірювань визначають електроємності конденсаторів С1 і С2, а також ємності при їх паралельному та послідовному з'єднаннях (C'0 і C"0).
  5. Визначивши значення С1 і С2, знайти ємність батарей при паралельному і послідовному з'єднаннях конденсаторів за формулами:

    ; . (3)

    Порівняти значення C' і C" з виміряними значеннями C'0 і C"0.

    Зробити висновок.