Хмельницький нацiональний унiверситет 
 Лабораторна робота
 

287. Фiзика

4. Визначення електричної ємності конденсаторів методом періодичної зарядки та розрядки

 
 • 1
Текст к ситуации

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.

12
 
 • 2
Иллюстрация к шагу0287-04-002-00.gif
Текст к ситуации

Будьте чесні!

Якщо Ви уважно прочитали теоретичні відомості і зрозуміли суть лабораторної роботи "Визначення електричної ємності конденсаторів методом періодичної зарядки та розрядки", тоді переходьте до тестових запитань.
Будьте уважні, на кожну відповідь ви маєте одну хвилину.
1тестові запитання3
2теоретичні відомості1
 
 • 3
Ограничение времени1 минут
Текст к ситуацииПитання №1

За якою формулою буде визначатись середній заряд за час t ?

10287-04-003-01.gif6
20287-04-003-02.gif6
30287-04-003-03.gif4
 
 • 4
Ограничение времени1 минут
Иллюстрация к шагу0287-04-004-00.gif
Текст к ситуацииПитання №2

Яку схему використовують для під`єднання конденсатора, що досліджується, до загальної схеми?
Виберіть із варіантів поданих нище.

10287-04-004-01.gifКонденсатор С під`єднується до верхньої та нижньої віток6
20287-04-004-02.gifКонденсатор С під`єднується до нижньої вітки через автоматичний перемикач та до верхньої вітки5
30287-04-004-03.gifКонденсатор С під`єднується до однієї з віток схеми6
 
 • 5
Ограничение времени1 минут
Текст к ситуацииПитання №3

За якими формулами визначається ємність при паралельному C' і послідовному C" з`єднаннях двох конденсаторів ?

10287-04-005-01.gif7
20287-04-005-02.gif6
30287-04-005-03.gif6
 
 • 6
Иллюстрация к шагу0287-04-006-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірну відповідь. Прочитайте теоретичні відомості ще раз і знову дайте відповіді на тестові запитання

11
 
 • 7
Иллюстрация к шагу0287-04-007-00.gif
Текст к ситуации

Вітаємо !

Ви вірно відповіли на запитання і тепер маєте допуск до практичної частини.

Далі Вам буде представлена можливість виконати усі пункти з порядку виконання лабораторної роботи. Потрібні підказки будуть розміщений зправа від схеми, а в розділі "Додаткова інформація " Ви знайдете посилання на повний варіант теоретичних відомостей та порядку виконання роботи.

18
 
 • 8
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц.		Хід роботи
  1. Зібрати схему з конденсаторами невідомої ємності.

    PS. Виберіть відсутній елемент схеми з тих, що подані нище.

10287-04-008-01.pngВстановити схему конденсаторів з перемикачем9
20287-04-008-02.pngВстановити схему з`єднаних конденсаторів38
3Додаткова інформація47
 
 • 9
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми першого конденсатораМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 гц. 		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 20В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 0,5 мА39
2Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 1,1 мА10
3Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 1,7 мА39
4Додаткова інформація48
 
 • 10
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,120----------XX
2------------
3------------
Сер.X-X-X-X---
Δcер.X-X-X-X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
111
 
 • 11
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми першого конденсатораМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц.		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 40В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 2,1 мА12
2Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 2,7 мА39
3Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 3,2 мА39
4Додаткова інформація49
 
 • 12
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,120----------XX
22,140----------
3------------
Сер.X-X-X-X---
Δcер.X-X-X-X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.

113
 
 • 13
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми першого конденсатораМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц.		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 60В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 1,1 мА39
2Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 2,1 мА39
3Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 3,1 мА14
4Додаткова інформація50
 
 • 14
Текст к ситуацииТаблиця 1
№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,120----------XX
22,140----------
33,160----------
Сер.X-X-X-X---
Δcер.X-X-X-X-XX

Питання:
  • За якою формулою визначається ємність конденсатора ?
    Виберіть із варіантів поданих нище.
10287-04-014-01.gif15
2C = I • U • f43
3C = I + U + f43
 
 • 15
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,1---------XX
22,1401,05---------
33,1601,03---------
Сер.X-X-X-X---
Δcер.X-X-X-X-XX

Питання:
  • За якою формулою визначається середнє значення С1(сер.) ?
    Виберіть із варіантів поданих нище.
1C1(сер.) = ( C1(1) + C1(2) + C1(3)) / 3 ;16
2С1(сер.) = ( C1(1) - C1(2) - C1(3)) / 3 ;44
3С1(сер.) = C1(1) • C1(2) • C1(3)+ 3 ;44
 
 • 16
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,1---------XX
22,1401,05---------
33,1601,03---------
Сер.X1,06X-X-X---
Δcер.X-X-X-X-XX

Питання:
  • За якою формулою визначається Δcер. ?
    Виберіть із варіантів поданих нище.
1Δсер. = ( Δ1 - Δ2 - Δ 3 ) / 3 ;
Δn = | C1(n) + C1(сер.) | ;		45
2Δсер. = Δ1 • Δ2 • Δ 3 + 3 ;
Δn = | C1(n) - C1(сер.) | ;		45
3Δсер. = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ;
Δn = | C1(n) - C1(сер.) | ;		17
 
 • 17
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,1---------XX
22,1401,05---------
33,1601,03---------
Сер.X1,06X-X-X---
Δcер.X0,027X-X-X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
118
 
 • 18
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми другого конденсатораМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц.		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 20В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 1,1 мА40
2Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 0,5 мА.19
3Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 0,3 мА40
4Додаткова інформація51
 
 • 19
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,520-------XX
22,1401,05---------
33,1601,03---------
Сер.X1,06X-X-X---
Δcер.X0,027X-X-X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
120
 
 • 20
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми другого конденсатораМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц.		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 40В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 2 мА40
2Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 1,2 мА21
3Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 0,3 мА40
4Додаткова інформація52
 
 • 21
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,520-------XX
22,1401,051,240-------
33,1601,03---------
Сер.X1,06X-X-X---
Δcер.X0,027X-X-X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
122
 
 • 22
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми другого конденсатораМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц. 		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 60В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 1,7 мА23
2Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 2 мА40
3Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 0,3 мА40
4Додаткова інформація53
 
 • 23
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,5------XX
22,1401,051,2400,6------
33,1601,031,7600,57------
Сер.X1,06X0,56X-X---
Δcер.X0,027X0,037X-X-XX

Формули:
  • , f = 50 Гц.

  • C2(сер.) = ( C2(1) + C2(2) + C2(3)) / 3 ;

  • Δсер. = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ,
    де Δn = | C2(n) - C2(сер.) | ;
124
 
 • 24
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми паралельно з'єднаних конденсаторівМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц. 		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 20В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 0,3 мА41
2Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 1 мА41
3Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 1,5 мА25
4Додаткова інформація54
 
 • 25
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,520----XX
22,1401,051,2400,6------
33,1601,031,7600,57------
Сер.X1,06X0,56X-X---
Δcер.X0,027X0,037X-X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
126
 
 • 26
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми паралельно з'єднаних конденсаторівМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц. 		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 40В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 0,3 мА41
2Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 3,2 мА27
3Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 5 мА41
4Додаткова інформація55
 
 • 27
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,520----XX
22,1401,051,2400,63,240----
33,1601,031,7600,57------
Сер.X1,06X0,56X-X---
Δcер.X0,027X0,037X-X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
128
 
 • 28
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми паралельно з`єднаних конденсаторівМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц. 		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 60В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 4,9 мА29
2Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 3,2 мА41
3Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 1,1 мА41
4Додаткова інформація56
 
 • 29
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,5201,5---XX
22,1401,051,2400,63,2401,6---
33,1601,031,7600,574,9601,63---
Сер.X1,06X0,56X1,58X---
Δcер.X0,027X0,037X0,05X-XX

Формули:
  • , f = 50 Гц.

  • C'0(сер.) = ( C'0(1) + C'0(2) + C'0(3)) / 3 ;

  • Δсер. = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ,
    де Δn = | C'0(n) - C'0(сер.) | ;
130
 
 • 30
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми послідовно з`єднаних конденсаторівМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц. 		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 20В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 0,4 мА31
2Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 0,8 мА42
3Покази мікроамперметра при напрузі 20В, I = 1 мА42
4Додаткова інформація57
 
 • 31
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,5201,50,420-XX
22,1401,051,2400,63,2401,6---
33,1601,031,7600,574,9601,63---
Сер.X1,06X0,56X1,58X---
Δcер.X0,027X0,037X0,05X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
132
 
 • 32
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми послідовно з`єднаних конденсаторівМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц. 		Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 40В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 0,4 мА42
2Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 0,6 мА42
3Покази мікроамперметра при напрузі 40В, I = 0,8 мА33
4Додаткова інформація58
 
 • 33
Текст к ситуации

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,5201,50,420-XX
22,1401,051,2400,63,2401,60,840-
33,1601,031,7600,574,9601,63---
Сер.X1,06X0,56X1,58X---
Δcер.X0,027X0,037X0,05X-XX

Хід роботи
  1. Вимірювання треба провести для першого і для другого конденсатора, а також для їх паралельного і послідовного з'єднання. (Всі вимірювання проводять по три рази і вираховують середнє значення та похибки). Результати вимірювань записуються в таблицю 1.
134
 
 • 34
Текст к ситуации

Потенціометр
ВольтметрПідключення до схеми послідовно з'єднаних конденсаторівМікроамперметрАвтоматичний перемикач, частота = 50 Гц.		 Хід роботи
  1. - За допомогою потенціометра R встановити на конденсаторі напругу 60В (показується вольтметром).
    - Вказати покази мікроамперметра (варіанти подані нище).

    PS. Використовуйте кнопки "Збільшити напругу" та "Зменшити напругу".

    Зменшити опір потенціометра
    Збільшити опір потенціометра

1Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 0,4 мА42
2Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 1,1 мА35
3Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 1,5 мА42
4Покази мікроамперметра при напрузі 60В, I = 1,5 мА58
 
 • 35
Текст к ситуацииТаблиця 1
№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,5201,50,4200,4XX
22,1401,051,2400,63,2401,60,8400,4
33,1601,031,7600,574,9601,631,1600,37
Сер.X1,06X0,56X1,58X0,39--
Δcер.X0,027X0,037X0,05X0,013XX

Формули:
  • , f = 50 Гц.

  • C"0(сер.)= ( C"0(1) + C"0(2) + C"0(3)) / 3 ;

  • Δсер. = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ,
    де Δn = | C"0(n) - C"0(сер.) | ;
136
 
 • 36
Текст к ситуацииТаблиця 1
№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,5201,50,4200,4XX
22,1401,051,2400,63,2401,60,8400,4
33,1601,031,7600,574,9601,631,1600,37
Сер.X1,06X0,56X1,58X0,391,620,37
Δcер.X0,027X0,037X0,05X0,013XX

Хід роботи
  1. Ємність батарей при паралельному і послідовному з'єднаннях конденсаторів обрахована за формулами:
137
 
 • 37
Текст к ситуацииТаблиця 1
№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,5201,50,4200,4XX
22,1401,051,2400,63,2401,60,8400,4
33,1601,031,7600,574,9601,631,1600,37
Сер.X1,06X0,56X1,58X0,391,620,37
Δcер.X0,027X0,037X0,05X0,013XX

Питання:
  • Який висновок можна зробити із пройденої лабораторної роботи ?
    Виберіть із варіантів поданих нище.
1Ємність батарей при паралельному з`єднанні конденсаторів визначається за формулою , а при послідовному з"єднанні - за формулою . Виміряні значення C'0 і C"0 відрізняються від знайдених за вищевказаними формулами C' і C", що свідчить про похибки вимірювань59
2Виміряні значення C'0 і C"0 відрізняються від знайдених за формулами C' і C", що свідчить на помилку при складанні батареї з конденсатарами46
3Незрозумілий сенс лабораторної роботи. Прочитати теоретичні відомості та повторити виконання дослідів48
 
 • 38
Иллюстрация к шагу0287-04-038-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви встановили невірну схему з конденсаторами невідомої ємності.

18
 
 • 39
Иллюстрация к шагу0287-04-039-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірні покази мікроамперметра при заданій напрузі (опис зправа від схеми). Продовжіть виконання щоб повторити дослід.

19
 
 • 40
Иллюстрация к шагу0287-04-040-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірні покази мікроамперметра при заданій напрузі (опис зправа від схеми). Продовжіть виконання щоб повторити дослід.

118
 
 • 41
Иллюстрация к шагу0287-04-041-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірні покази мікроамперметра при заданій напрузі (опис зправа від схеми). Продовжіть виконання щоб повторити дослід.

124
 
 • 42
Иллюстрация к шагу0287-04-042-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірні покази мікроамперметра при заданій напрузі (опис зправа від схеми). Продовжіть виконання щоб повторити дослід.

130
 
 • 43
Иллюстрация к шагу0287-04-043-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірну формулу для визначення ємності конденсатора

114
 
 • 44
Иллюстрация к шагу0287-04-044-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірну формулу для знаходження середнього значення С1(сер.)

115
 
 • 45
Иллюстрация к шагу0287-04-045-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Ви вказали невірну формулу для визначення Δсер.

116
 
 • 46
Иллюстрация к шагу0287-04-046-00.gif
Текст к ситуации

Будьте уважні !

Зроблений висновок вказує на те, що Ви незрозуміли сенс лабораторної роботи. Прочитайте теоретичні відомості та повторіть дослід з послідовно з`єднаними конденсаторами.

157
 
 • 47
Текст к ситуацииДодаткова 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.

18
 
 • 48
Текст к ситуацииДодаткова 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.

19
 
 • 49
Текст к ситуацииДодаткова 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.

111
 
 • 50
Текст к ситуацииДодаткова 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.

113
 
 • 51
Текст к ситуацииДодаткова 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.

118
 
 • 52
Текст к ситуацииДодаткова 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.

120
 
 • 53
Текст к ситуацииДодаткова 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.

122
 
 • 54
Текст к ситуацииДодаткова 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.

124
 
 • 55
Текст к ситуацииДодаткова 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.

126
 
 • 56
Текст к ситуацииДодаткова 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.

128
 
 • 57
Текст к ситуацииДодаткова 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.

130
 
 • 58
Текст к ситуацииДодаткова 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.

132
 
 • 59
Текст к ситуации

Звіт.

Хід 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.
  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.

Заповнення таблиці.

Таблиця 1

№ п/п Конденсатор I Конденсатор II Паралельне з`єднання Послідовне з`єднання За формулою
I1,x10-3U1C1,x10-6I2,x10-3U2C2,x10-6I',x10-3U'C',0,x10-6I",x10-3U"C"0,x10-6C',x10-6C",x10-6
11,1201,10,5200,51,5201,50,4200,4XX
22,1401,051,2400,63,2401,60,8400,4
33,1601,031,7600,574,9601,631,1600,37
Сер.X1,06X0,56X1,58X0,391,620,37
Δcер.X0,027X0,037X0,05X0,013XX

Розрахунки.

Визначення електроємності конденсатора C1, а також похибки вимірювання Δсер.(C1) .

C1(1) = 1,1 • 10-3 / 20 • 50 = 1,1 • 10-6 [Ф] ;
C1(2) = 2,1 • 10-3 / 40 • 50 = 1,05 • 10-6 [Ф] ;
C1(3) = 3,1 • 10-3 / 60 • 50 = 1,03 • 10-6 [Ф] ;

C1(сер.) = ( C1(1) + C1(2) + C1(3)) / 3 ;
C1(сер.) = ( 1,1 • 10-6 + 1,05 • 10-6 + 1,03 • 10-6) / 3 = 1,06 • 10-6 [Ф] ;

Δсер.(C1) = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ; Δn = | C1(n) - C1(сер.) | ;
Δ1 = | 1,1 • 10-6 - 1,06 • 10-6 | = 0,04 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 1,05 • 10-6 - 1,06 • 10-6 | = 0,01 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 1,03 • 10-6 - 1,06 • 10-6 | = 0,03 • 10-6 [Ф] ;
Δсер.(C1) = ( 0,04 • 10-6 + 0,01 • 10-6 + 0,03 • 10-6 ) / 3 = 0,027 • 10-6 [Ф] ;

Визначення електроємності конденсатора C2, а також похибки вимірювання Δсер.(C2) .

C2(1) = 0,5 • 10-3 / 20 • 50 = 0,5 • 10-6 [Ф] ;
C2(2) = 1,2 • 10-3 / 40 • 50 = 0,6 • 10-6 [Ф] ;
C2(3) = 1,7 • 10-3 / 60 • 50 = 0,57 • 10-6 [Ф] ;

C2(сер.) = ( C2(1) + C2(2) + C2(3)) / 3 ;
C2(сер.) = ( 0,5 • 10-6 + 0,6 • 10-6 + 0,57 • 10-6) / 3 = 0,56 • 10-6 [Ф] ;

Δсер.(C2) = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ; Δn = | C2(n) - C2(сер.) | ;
Δ1 = | 0,5 • 10-6 - 0,56 • 10-6 | = 0,06 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 0,6 • 10-6 - 0,56 • 10-6 | = 0,04 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 0,57 • 10-6 - 0,56 • 10-6 | = 0,01 • 10-6 [Ф] ;
Δсер.(C2) = ( 0,06 • 10-6 + 0,04 • 10-6 + 0,01 • 10-6 ) / 3 = 0,037 • 10-6 [Ф] ;

Визначення електроємності конденсатора C'0, а також похибки вимірювання Δсер.(C'0) .

C'0(1) = 1,5 • 10-3 / 20 • 50 = 1,5 • 10-6 [Ф] ;
C'0(2) = 3,2 • 10-3 / 40 • 50 = 1,6 • 10-6 [Ф] ;
C'0(3) = 4,9 • 10-3 / 60 • 50 = 1,63 • 10-6 [Ф] ;

C'0(сер.) = ( C'0(1) + C'0(2) + C'0(3)) / 3 ;
C'0(сер.) = ( 1,5 • 10-6 + 1,6 • 10-6 + 1,63 • 10-6) / 3 = 1,58 • 10-6 [Ф] ;

Δсер.(C'0) = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ; Δn = | C'0(n) - C'0(сер.) | ;
Δ1 = | 1,5 • 10-6 - 1,58 • 10-6 | = 0,08 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 1,6 • 10-6 - 1,58 • 10-6 | = 0,02 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 1,63 • 10-6 - 1,58 • 10-6 | = 0,05 • 10-6 [Ф] ;
Δсер.(C'0) = ( 0,08 • 10-6 + 0,02 • 10-6 + 0,05 • 10-6 ) / 3 = 0,05 • 10-6 [Ф] ;

Визначення електроємності конденсатора C"0, а також похибки вимірювання Δсер.(C"0) .

C"0(1) = 0,4 • 10-3 / 20 • 50 = 0,4 • 10-6 [Ф] ;
C"0(2) = 0,8 • 10-3 / 40 • 50 = 0,4 • 10-6 [Ф] ;
C"0(3) = 1,1 • 10-3 / 60 • 50 = 0,37 • 10-6 [Ф] ;

C"0(сер.) = ( C"0(1) + C"0(2) + C"0(3)) / 3 ;
C"0(сер.) = ( 0,4 • 10-6 + 0,4 • 10-6 + 0,37 • 10-6) / 3 = 0,39 • 10-6 [Ф] ;

Δсер.(C"0) = ( Δ1 + Δ2 + Δ 3 ) / 3 ; Δn = | C"0(n) - C"0(сер.) | ;
Δ1 = | 0,4 • 10-6 - 0,39 • 10-6 | = 0,01 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 0,4 • 10-6 - 0,39 • 10-6 | = 0,01 • 10-6 [Ф] ;
Δ2 = | 0,37 • 10-6 - 0,39 • 10-6 | = 0,02 • 10-6 [Ф] ;
Δсер.(C"0) = ( 0,01 • 10-6 + 0,01 • 10-6 + 0,02 • 10-6 ) / 3 = 0,013 • 10-6 [Ф] ;

Знаходження ємності батарей при паралельному і послідовному з'єднаннях конденсаторів за формулами.


C' = 1,06 • 10-6 + 0,56 • 10-6 = 1,62 • 10-6 [Ф] ;

C" = 1,06 • 10-6 * 0,56 • 10-6 / ( 1,06 • 10-6 + 0,56 • 10-6 ) = 0,37 • 10-6 [Ф] ;

Порівняння значень C' і C" з виміряними значеннями C'0 та C"0.

| C' - C'0(сер.) | = 1,62 • 10-6 - 1,58 • 10-6 = 0,04 • 10-6 [Ф] ;
| C" - C"0(сер.) | = 0,39 • 10-6 - 0,37 • 10-6 = 0,02 • 10-6 [Ф] ;

Висновок.

Ємність батарей при паралельному з`єднанні конденсаторів визначається за формулою , а при послідовному з`єднанні - за формулою . Виміряні значення C'0 і C"0 відрізняються від знайдених за вищевказаними формулами C' і C", що свідчить про похибки вимірювань.
Вітаємо!
Ви виконали лабораторну роботу "Визначення електричної ємності конденсаторів методом періодичної зарядки та розрядки".