Вивчення ємності конденсатора

Група  

ІК-13

Студент

Дата допуску

04.11.2021

Дата захисту

Викладач

Дослідження ємності плоского конденсатора та вимірювання діелектричної  проникності речовини.

Макет плоского конденсатора зі змінною відстанню між  пластинами, набір пластин з різною діелектричною проникністю та різної товщини, фарадометр.

Величина    (1) називається електричною ємністю (або просто ємністю) відокремленого провідника. З цього означення випливає, що чим більша ємність провідника, тим більший заряд на ньому міститься при заданому потенціалі. Тому можна сказати, що ємність характеризує здатність провідника накопичувати електричний заряд.[pic 1]

Ємність вимірюється в фарадах (Ф); 1 Ф =1 Кл/В - це ємність такого провідника, потенціал якого збільшується на 1 В при наданні йому заряду 1 Кл. Фарада є дуже грубою величиною, тож на практиці використовують дольові одиниці –      мікрофаради (1 мкФ = 10-6Ф) і пікофаради (1 пФ = 10-12Ф).

Простий конденсатор складається з двох провідних пластин (обкладок), простір між якими заповнений діелектриком. На практиці найчастіше використовують плоскі конденсатори з обкладками у вигляді двох однакових паралельних плоских  металевих пластин (рис.1).

[pic 2]

У даній роботі вивчається плоский конденсатор, ємність якого визначається формулою

  (3),    [pic 3]

де  - електрична стала,  - діелектрична проникність діелектрика, котрим заповнено конденсатор, S i d - площа пластини та відстань між пластинами, відповідно.  [pic 4][pic 5]

У лабораторній роботі використовується макет  плоского конденсатора, в якому співвідношення d/ набагато гірше, ніж у промислових конденсаторах. Тому  виміряне на експериментальній установці значення  ємності Св відрізняється від значення (3) на певну  величину Сп , яка переважно зумовлена крайовим ефектом  і ємністю з’єднувальних провідників (так звана  “паразитна” ємність). Тому результат вимірювання  Cв = Ст + Сп  (4) ,[pic 6]

де Ст − “теоретична” ємність конденсатора, що  визначається за формулою (3). [pic 7][pic 8]

Величину Сп можна визначити, побудувавши графік  залежності виміряної ємності Св від оберненої відстані між  пластинами конденсатора 1/d і продовживши його до  перетину з віссю ординат, як показано на рис. 2.