Порядок выполнения работы
Выполнение измерений
1. Соберите электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 3.2, подключив конденсаторы Сх и Сэ параллельно. Значение эталонной емкости Сэ запишите в табл. 3.1.
2. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка».
3. Зарядите конденсаторы, для этого:
а) демпфирующий ключ 5 установите в положение «Сброс»;
б) переключатель 2 (тумблер) установите в положение «А»;
в) изменяя напряжение зарядки конденсатора кнопками установки напряжения «0 ÷ +15 В» (позиция 14, рис. 1.1), установите его не более 2 В (отсчет по мультиметру 9).
4. Разрядите заряженный конденсатор через интегратор, для этого:
а) разомкните демпфирующий ключ 5;
б) переведите переключатель 2 в положение «В». Если при этом загорится индикатор перегрузки у интегратора тока, уменьшите напряжение зарядки конденсаторов. Запомните показания мультиметра 8 непосредственно после разряда конденсатора.
5. Повторите пункты 3 и 4 несколько раз, подобрав такое напряжение зарядки (показания мультиметра 9) Uпарал, при котором напряжение разрядки (показания мультиметра 8) составит 8 ÷ 10 В (величина, пропорциональная заряду конденсатора). Запишите это напряжение в табл. 3.1 и далее в ходе лабораторной работы не изменяйте его.
Таблица 3.1
№
| Эталонный конденсатор
Сэ = мкФ
| Определение емкости
| Неизвестный
конденсатор
| Соединение конденсаторов
| параллельное
| последовательное
|
| Uэ = В
| Ux = В
| Uпарал = В
| Uпосл = В
|
|
|
|
|
| 1.
|
|
|
|
| 2.
|
|
|
|
| 3.
|
|
|
|
| 4.
|
|
|
|
| 5.
|
|
|
|
| Среднее
|
|
|
|
|
6. Не меняя напряжение зарядки Uпарал, выполните 5 измерений , записывая значения в табл. 3.1.
7. Соедините Сх и Сэ последовательно.Напряжение Uпосл оставьте равнымUпарал. Выполните 5 измерений и запишите результаты в табл. 3.1.
8. Проведите отдельно измерения величины для эталонного конденсатора Сэ и величины для конденсатора неизвестной емкости Сх. Величины Uэ и Uх остаются равнымиUпарал и Uпосл. Результаты измерений занесите в табл. 3.1.
9. Для проверки правильности градуировки с помощью мультиметра измерьте неизвестную емкость конденсатора (см. стр. 13 «измерение емкости»), результат запишите в табл. 3.2, точность измерения мультиметра .
10. Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.
Обработка результатов измерений
1. Используя данные табл. 3.1, рассчитайте градуировочную постоянную γ (формула 4)
2. По формуле (3) рассчитайте емкости неизвестного конденсатора
,
емкость параллельно соединенных конденсаторов
и емкость последовательно соединенных конденсаторов
.
Результаты расчетов запишите в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Неизвестная емкость
Сх , мкФ
| Емкость соединения С, мкФ
| параллельное
| последовательное
| экспер.
| измерен.
| экспер.
| расчет.
| экспер.
| расчет.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Оцените относительную погрешность величины Сх:
,
где — относительная погрешность эталонной емкости (задана на миниблоке), — точность (относительная погрешность) измерения мультиметром напряжения.
4. Используя значения емкостей Сэ и , по формулам для параллельного и последовательного соединений конденсаторов рассчитайте
и
.
Результаты расчетов запишите в табл. 3.2.
5. Найдите относительное отклонение экспериментальных значений от расчетных в процентах:
;
.
Полученные результаты расчетов запишите в табл. 3.2.
6. Сопоставляя эти отклонения с относительной погрешностью измерений , сделайте заключение о точности измерений.
7. Сравните результаты измерения неизвестной емкости ( и ).
Контрольные вопросы
1. Дайте определения величин емкости проводника и конденсатора.
2. От каких величин зависит емкость проводника и конденсатора?
3. Как изменится емкость конденсатора при изменении проницаемости диэлектрика εr или расстояния между обкладками d:
а) если конденсатор отключен от источника тока;
б) без отключения?
4. Запишите формулы для расчета емкости при последовательном и параллельном соединениях конденсаторов. Как изменяется емкость в соединении по сравнению с емкостью одного конденсатора?
5. Сравните параметры (заряд, напряжение) одного конденсатора и батареи конденсаторов, соединенных:
а) последовательно;
б) параллельно.
6. Какую величину измеряют интегратором? От чего зависят показания U прибора?
7. Что показывает величина градуировочной постоянной γ?
8. Какие величины необходимо измерить для градуировки прибора?
9. Какие формулы используют для определения градуировочной постоянной γ, емкости неизвестного конденсатора Сх и емкости соединения конденсаторов Сэксп и Срасч?
Работа № 4
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|