Исследование электрического поля плоского конденсатора
Автор: eekaterina1 • Май 16, 2023 • Лабораторная работа • 516 Слов (3 Страниц) • 144 Просмотры
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
[pic 1]
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Отчет
По лабораторной работе №1
Исследование электрического поля плоского конденсатора
Выполнил: студент гр.: .
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
Проверил:
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
1. Цель работы
Измерение напряженности электрического поля плоского конденсатора в зависимости от напряжения и расстояния между пластинами, определение электроемкости плоского конденсатора.
2. Краткое теоретическое содержание
Явления, изучаемые в работе. Электрический ток.
Определение основных физических понятий, объектов, величин процессов.
Электрическое поле — это физическое поле, которое окружает каждый электрический заряд и оказывает силовое действие на другие заряды, притягивая их к заряду-источнику или отталкивая от него.
Однородное электрическое поле - электрическое поле, в котором напряженность одинакова по модулю и направлению в любой точке пространства.
Напряженность электрического тока – силовая характеристика электрического поля.
Конденсатор – система, состоящая из двух изолированных друг от друга проводников (пластин/обкладок). Пространство между пластинами может быть заполнено диэлектриком.
3. Схема установки
[pic 2]
1- источник питания
2-измеритель напряжения
3-измеритель электрического поля
4-раздвижные пластины плоского конденсатора
5-профильная скамья
6-мультиметр
4. Основные расчетные формулы
1) Напряженность электрического поля E=[В/м]
[pic 3]
U- напряжение, подводимое на пластины конденсатора [U]=В
d- расстояние между пластинами [d]=м
2) Электроемкость плоского конденсатора C=[Ф]
[pic 4]
U- напряжение, подводимое на пластины конденсатора [U]=В
- электрическая постоянная (8,85*10-12 )[pic 5]
- относительная диэлектрическая проницаемость среды между пластинами конденсатора (для воздуха ε ≈ 1)[pic 6]
d- расстояние между пластинами [d]=м
3) Выражение для емкости, которую можно рассчитать по измеренной напряженности C=[Ф]
[pic 7]
S – площадь одной из пластин конденсатора S=[м2]
4) пондеромоторное давление p=[Па]
[pic 8]
5) Сила притяжения F=[Н]
[pic 9]
6) Энергия поля конденсатора W=[Дж]
[pic 10]
5. Формулы погрешностей косвенных измерений
Относительная погрешность измерений экспериментального значения электроемкости
=[pic 11][pic 12]
[pic 13]
6. Таблицы
Таблица 1
Результаты измерений (1)
№ | d (см) | Eэкс (В/м) | U (В) | Eтеор (В/м) | Cэксп (пФ) | Cтеор (пФ) |
1 | 12 | 1590 | 200 | 13250 | 5,63 | 5,91 |
2 | 10 | 1840 | 18400 | 6,52 | 7,09 | |
3 | 8 | 2370 | 29625 | 8,30 | 8,86 | |
4 | 6 | 3120 | 52000 | 11,06 | 11,81 | |
5 | 4 | 4310 | 107750 | 15,27 | 17,72 | |
6 | 2 | 9130 | 456500 | 32,36 | 35,44 |
...