電荷が充電されたフラットコンデンサーにある場所。 コンデンサを定数EDCの源から充電します

コンデンサチャージ

凝縮器を充電するためには、DCチェーンで電源を入れる必要があります。 図1において、No。 コンデンサ電荷回路を示す。 発電機クランプに取り付けられたコンデンサー。 キーを使用すると、チェーンを閉めるか、または壊すことができます。 コンデンサの充電の過程を詳しく説明します。

発電機は内部抵抗を有する。 キーが閉じられると、コンデンサはeと等しいプレート間の電圧に電荷をかけます。 d。s。 ジェネレータ:us \u003d E.この場合、発電機の正のクランプに接続された債務者は正電荷(+ Q)を受け取り、第2のラベルは等しい負電荷(-Q)を受信する。 電荷Qの量はコンデンサの静電容量に正比例し、そのプレート上の電圧:Q \u003d CUC

Pはです。 1

コンデンサが充電されるためには、そのうちの1つが取得され、他方がある程度の電子を失ったことが必要である。 1つのプラグから他方のプラグへの電子の移動は、発電機の起電力の外側回路で行われ、チェーン自体によって電荷を移動させるプロセスは以外何もなるものではない 電気、呼び出される 充電容量 私はロードします

値の充電電流は通常、凝縮器上の電圧がEに等しい値に達するまでの2番目の数の2番目です。 d。s。 発生器。 電荷の過程におけるコンデンサプレート上の電圧増加グラフを図4に示す。 ただし、電圧UCがすぐにスムーズに増加することがわかり、次にeに等しくなるまですべてが遅くなることがわかります。 d。s。 発生器E。その後、凝縮器上の電圧は変化しないままである。


図。 2.充電コンデンサの場合の電圧と電流グラフィックス

コンデンサが充電されている間、充電電流はチェーンの周りを通過します。 充電電流の充電を図4に示す。 2、b。 初期モーメントでは、コンデンサの電圧はゼロに等しく、OHM IO IO / E / RIによると、充電電流は最大の値を持ちます。 d。s。 発電機はRI抵抗に適用されます。

凝縮器が充電されるにつれて、つまり電流が減少するためにそれを激しく増加させる。 コンデンサが激しい場合、抵抗への電圧降下はeの差に等しくなります。 d。s。 凝縮器の発生器と電圧、すなわち等程度のE - U s。 したがって、I charge \u003d(E-UC)/ Ri

UC、I ZORが小さく、UC \u003d Eでは、充電電流がゼロになることが分かる。

コンデンサのプロセスの期間は2つのマジェスティに依存します。

1)RI発電機の内部抵抗から

2)コンデンサCから

図1において、No。 10μFの容量を有する凝縮器のエレガントな電流のチャートを示す:曲線1はEジェネレータからの電荷プロセスに対応する。 d。s。 E \u003d 100 Vおよび内部抵抗Ri \u003d 10オームでは、曲線2は、発電機から同じEを有する電荷プロセスに対応する。 ではなく、内部抵抗が少ない:Ri \u003d 5オーム。

これらの曲線の比較から、発電機の内部抵抗が小さいほど、初期の瞬間のエレガントな電流の力が大きくなるため、充電プロセスは速くなります。

図。 2.異なる抵抗で現在のチャートを充電します

図1において、No。 図3は、同じ発電機からの充電時の充電電流のチャンチングの比較である。 d。s。 E \u003d 100 Vおよび内部抵抗Ri \u003d 10オームの容量の2つのコンデンサの2つのコンデンサ:10μF(曲線1)および20μF(曲線2)。

初期充電電流Io Za \u003d E / Ri \u003d 100/10 \u003d 10aの大きさは、大容量のコンデンサが大量の電力を蓄積するので、両方のコンデンサで同じであり、充電電流は長く通過し、充電が必要です。プロセスが長いです。

図。 3.さまざまなタンクでの充電電流を充電します

コンデンサーの放電

発電機から荷電した凝縮器を外し、抵抗板に接続します。

凝縮器プレート上には電圧U cがあるので、閉じている 電気チェーン 流量電流I divと呼ばれる電流を流れる。

電流はポジティブな凝縮器の陽性から負の植物への抵抗を通して行われます。 これは過剰な電子の推移を肯定的に推移させ、そこで欠けている。 RAMシリーズのプロセスは、両方のプレートの電位が等しくなるまで発生します。つまり、それらの間の電位差はゼロになります.UC \u003d 0です。

図1において、No。 しかし、UC o \u003d 100 Vの値からゼロから放電したときの凝縮器の電圧低下のグラフは、すぐに最初に減少してから遅くなる。

図1において、No。 図4において、Bは放電電流の変化のグラフを示す。 放電電流の電力は、抵抗Rの値とOMA iの則、音声\u003d UC / Rの値に依存します。


図。 コンデンサの放電時の電圧と電流グラフ

初期瞬間において、コンデンサの電圧が最も大きいと、放電電流の容量も最大であり、放電中に放電電流が低下する。 UC \u003d 0では、放電電流が停止します。

放電の期間は次のように依存します。

1)コンデンサの静電容量から

2)キャパシタが放電される抵抗Rの大きさから。

抵抗Rが多いほど、遅くなります。 これは、大きな抵抗では、放電電流の電力が小さく、凝縮器プレート上の電荷量が遅くなるという事実によるものである。

これは、2つの異なる抵抗値(図5)で、10μFの容量を有する同じ凝縮器の放電電流のスケジュール上に示されている(図5):r \u003d40Ωである。私はorazr \u003d UC o / R \u003d 100/40 \u003d 2.5aと曲線2 - 20オームI orazr \u003d 100/20 \u003d 5 Aである。

図。 5.異なる抵抗を有する放電電流のグラフ

コンデンサの静電容量が大きいと、放電はゆっくりと発生します。 コンデンサの容量が大きいほど、より多くの電力(充電)があるため、電荷の充電量が長期間必要となるため、これがわかりました。 これにより、レインタンクの2つのコンデンサの放電電流のグラフが明らかに、同じ電圧100Vに充電され、抵抗R \u003d40Ωに放電された(図6:曲線1 - 、コンデンサのための凝縮器10μFおよび曲線2のための2 - )。 20 ICF)。

図。 異なるタンクでの放電電流のグラフ

考慮されたプロセスから、メッキの応力が変化すると、コンデンサ電流を有する回路が充電および放電のモーメントでのみ通過すると結論付けることができます。

これは、電圧変化がプレート上の電荷の値を変化させると、これが電荷電荷の移動、すなわち回路が電流を通過する必要があるという事実によって説明される。 荷電コンデンサは、そのプレート間の誘電体がチェーンを開くので、定電流を見逃していない。

エネルギーコンデンサー

充電の過程で、コンデンサはエネルギーを蓄積して発電機からそれを得る。 コンデンサ放電が発生すると、電界の全てのエネルギーは熱エネルギーになり、すなわち、それを通してキャパシタが放電される抵抗を加熱する。 コンデンサの静電容量とそのプレート上の電圧が大きいほど、コンデンサの電界のエネルギーが大きくなります。 電圧Uに充電された静電容量Cを有するコンデンサがあるエネルギーは、以下の通りである.W \u003d W \u003d Cu 2/2

例。 コンデンサC \u003d10μFが電圧U \u003d 500Vに充電される。熱ベール内で強調表示されているエネルギーが、コンデンサが放電される抵抗で決定される。

決定。 コンデンサによって蓄えられたすべてのエネルギーをドレインすると熱が発生します。 したがって、w \u003d W c \u003d Cu 2/2 \u003d(10×10 -6 x 500)/ 2 \u003d 1.25 J.

コンデンサー - これは蓄積することができる電気回路の要素です 電荷。 コンデンサの重要な特徴は、蓄積するだけでなく、充電を与えるために、そしてほとんど即座にもあるという性質です。

第2のスイッチング則によれば、コンデンサの電圧はジャンプを変えることができない。 この特徴は、様々なフィルタ、安定剤、統合チェーンで積極的に使用されています。 振動輪郭

電圧が即座に変わらないという事実は、式を確認することができます

スイッチング時の電圧がジャンプによって変更された場合、これは、無限の電力の原因となるので、変化の速度dU / dt \u003d∞であることを意味します。

コンセンサー充電プロセス


図はRC - Aチェーン(統合)、給電 永久源 栄養。 キーが1の位置に閉じられると、コンデンサが充電されます。 電流はチェーンを通過します。 "Plus"ソース - 抵抗 - コンデンサー - "マイナス"ソース。

凝縮器プレート上の電圧は指数法によって異なります。 コンデンサを流れる電流も出展者に変わります。 さらに、これらの変化が変換され、電圧が大きいほど、コンデンサを流れる電流が小さい。 コンデンサの電圧がソース電圧に等しいとき、充電プロセスは停止し、チェーン内の電流が流れなくなります。



さて、キーを2の位置に切り替えると、電流が流れます つまり、チェーンの周りに、コンデンサー - 抵抗器 - 「マイナス」ソース。 したがって、コンデンサは放電される。 プロセスも指数関数的になります。

このチェーンの重要な特徴は仕事です rc.他に何が呼ばれています 時定数τ 。 時間τの間、凝縮器は63%充電または放電される。 5τの場合、凝縮器は完全に電荷を与えるかまたはそれを取ります。

理論から、練習に変わります。 0.47 IGFとPAR 10 COMを持つ抵抗器でコンデンサーを取ります。

凝縮器を充電する必要があるおおよその時間を計算します。

今我々はこのスキームをマルチサイズで集めて修正しようとします


収集されたスキームは、電池12Vから加熱される。スイッチS1の位置を変えることによって、最初に充電し、次に抵抗R \u003d 10ccを通して凝縮器を排出する。 スキームの作業を見るために、以下のビデオを見てください。

それは、他方の前に、そして導電性材料からなる2つのプレート(またはプレート)からなる。 誘電体と呼ばれるプレート間に絶縁材料がある(図4.1)。 最も単純な誘電体は空気、紙、雲母などです。

図。 4.1。

充電コンデンサー

コンデンサの主な特性は、電荷の形で電気エネルギーを蓄える能力です。
図1において、No。 4.2(a)コンデンサがキーを介して電源で接続されている図を示しています。 キーが閉じられたら(図4.2(b))、ソースの正極はメッキAから電子を「励起」し、正の電荷を取得する。 その結果、めっきAの正電荷に等しい絶対値だけ負電荷を取得することにより、ランプ上の電子の電子を「供給」電源の負極が「供給」電池を供給する。充電電流と呼ばれます。 凝縮器の電圧が電源の電源に等しくなるまで流れ続けます。 この場合、凝縮器が完全に充電されていると言われている。 電荷は文字Qで表され、その値はクールツ(CL)で測定されます。


図。 4.2。

コンデンサが充電されると、そのプレートと電界との間に電位差がある。
コンデンサが既に充電されているとした瞬間にキーを操作してください(図4.2(b))、コンデンサは電荷を記憶します。 この場合、プレート間の誘電体の内側に電界が発生する。 負荷抵抗を介してキャパシタが放電すると(図4.2(d))、電気ニップが消えている。

容量コンデンサー

コンデンサが電荷を蓄積する能力を容器と呼び、この容器の値は文字Cで示されており、ファラデス(F)で測定されます。 Faradは非常に大規模なコンテナの単位であるため、実際には使用されていません。 分数単位はより頻繁に使用されます。

1 MicroForad(ICF) = F \u003d 10 -6 F、

1ピコファラッド(PF)\u003d ic = 10 -6 mkf = 10 -12 F

容量容量はプレートの面積の増加と共に増加し、それらの間の距離が増すにつれて減少する。
例えば、プレートのプレートが増加すると、2倍の容量も2回増加する。 プレート間の距離を2倍にすると、コンテナは2倍になります。

通信料、静電容量、電圧

コンデンサが電位差Vに充電されている場合、その電荷はQ \u003d CV式によって決まります

ここで、Farades、V - In Volta、およびQ - では、クーロンのどこで表現されています。 この式を変換することで、次のようになります。

エネルギー荷電コンデンサー

コンデンサによって保存されたエネルギーWは式によって決まります

ここで、wは、ファラデス、そしてV - in VoltaのJoules、C - で表現されています。

コンデンサの並列および結果としての接続

2つのコンデンサ、C1、C2が並列に接続されている場合(図4.3(a))、そのような化合物の結果として生じる容量は、これらのコンデンサの容器の合計に等しい。

コンデンサが連続して接続されている場合(図4.3(b))、結果として得られたSTOの能力は、任意のコンデンサの容量よりも小さいことが判明したが、式によって表現されている。

例えば、C1 \u003d C2の場合、結果として得られる順次化合物の容量は、任意のコンデンサの容量の半分に等しい。

順次接続されたコンデンサの電圧

図1に示す図では、No。 4.4、C1およびC2のコンデンサは順次接続され、ソースに接続されています。 定電圧 vt。 容量が小さいコンデンサには、VTの全電圧がC1とC2の間で分割されます。


図。 4.3。 平行(A)および一貫した(B)コンデンサー接続。


およびその逆。

合計V1(電圧ON C1)、V2(C2の電圧)は常に全電圧Vtと等しい。
一般に、いくつかのコンデンサがDC源に順次接続されている場合、各コンデンサ上の電圧はそのコンテナに反比例する。 にとって 逐次的な接続 C1とC2の2つの電圧コンデンサはそれぞれ等しいです

実施例1。

結果として得られる回路のキャパシタンスを定義している。 4.5。 並列接続の結果として得られるコンテナは

C2 + C3 \u003d 10 + 20 \u003d 30 PF

C1コンテナも30 PFであるため、回路全体の容量は1/2 * 30 \u003d 15 pFです。



図。 4.6。 図。 4.7。

実施例2。

c2の電圧は30 - 20 \u003d 10Vの場合

作業電圧

任意のコンデンサは、絶縁破壊によって超えられる最大電圧によって特徴付けられる。 この電圧は作業、または公称、コンデンサ電圧と呼ばれ、コンデンサにはコンデンサに供給される電圧がそれを超えるはずです。 交流回路でコンデンサを使用する場合、チェーン内の振幅電圧値もコンデンサの動作電圧を超えてはいけません。 並列に接続されたコンデンサ電池の動作電圧は、回路に含まれるコンデンサの動作応力の最小、例えば図1に示す回路の動作電圧である。 4.7、25 Vに等しい
順次接続されたコンデンサーの場合、作業電圧は困難です。 図5の方式を考える。 4.8。 コンデンサC1(1μF、動作電圧VRAN \u003d 25V)はコンデンサC2(10μF、VRAB \u003d 10V)と直列に接続されている。 容量が小さいC1コンデンサーはC2よりも大きな電圧を確立し、次に計算する必要がある場合、まず、C1コンデンサの動作電圧を25 Vに留意する必要があります。 V1 \u003d 25 V.関係V1 / V2 \u003d C1 / C2それを続ける

C2コンデンサの動作電圧はV2より高いので、このコンデンサ電池の動作電圧は25 + 2.5 \u003d 27.5Vである。
なお、図4に示すように、コンデンサの動作電圧が例えば2bであれば、例えば2bであることに留意されたい。 4.9、それから彼は充電するでしょう



図。 4.8。 図。 4.9。



図。 4.10。 図。 4.11。 インダクタ

c1コンデンサの電圧が25 Vに達する前の動作電圧のレベルには、この場合の計算があります。
V2 \u003d 2Vである。

その結果、このような電池の作動電圧は20 + 2 \u003d 22Vになる。

実施例3。

図1に示すコンデンサC1およびC2。 4.10、それぞれの動作電圧は60 Vになります。 最大電圧 この方式に適用できますか?

決定
C1コンデンサはC2コンデンサよりも高い電圧を確立するので、それ以前の電圧は動作電圧のレベルに達する。 V1 \u003d 60 Vである

この方式に送信できる最大電圧は60 + 20 \u003d 80 Vです。

このビデオでは、コンデンサーの概念について説明します。

カバー

教育的および方法論のガイド 実験室 № 3.3

規律の「物理」で

vladivostok。

題名

ロシア連邦の文部科学科学省

自然科学の学校

充放電過程の研究 コンデンサ容量の決定

vladivostok。

極東の連邦大学

____________________________________________________________________________________________________________

ティラルの売上高

UDC 53(O76.5)

o.v. Plotnikova.

充放電過程の研究 コンデンサの静電容量の決定教育と方法 「物理学」/極東連邦大学、自然科学学部の研究室3.3のマニュアル[コスト。 O.V. PlotNikova]。 - vladivostok:farnevost。 連邦 大学2013年。 - S。

FEFUの自然科学の一般学校物理学科で準備されたマニュアルは、トピック上の短い理論的資料を含みます。 充電および放電プロセスの研究室作業の実施のためのコンデンサと説明会 規律「物理」に対するコンデンサの静電容量の決定

学生のためのFEFUの学士号。

UDC 53(O76.5)

© FGOUOU VPO「DVFU」、2013

作業目的:コンデンサの時定数を決定する、コンデンサの時定数を決定する、コンデンサの時定数を決定するプロセスを説明する法律の実験的な確認コンデンサの未知の静電容量を決定します。

短い理論

    電気。

導体は多数の遊離荷電粒子を含む物質である。 金属導体では、電解質 - イオン - イオンと電子では、電解質 - 正および負イオンにおいて、そのような粒子を有する自由電子がある。

私たちが他の導体がないところに導体を考えると、それは孤立に呼ばれます。 経験は、身続きした導体の可能性がそれの充電に正比例することを示しています。 導体によってその電位に報告された充電の比率は、導体の電気容量(または単に容量)と呼ばれます。

したがって、容量は電荷の値によって決まります。これは、ユニットごとの可能性を高めるために導体によって通知されなければならない。

容量は、他の多くの導体の存在から、媒体の誘電透過性から、導体のサイズおよび形状に依存し、電荷または電位に依存しない。 したがって、半径の半径Rの導電性ボールの場合、容量は以下のとおりです。

C \u003d4πε0 R.(極φ\u003d
).

ここで、εが媒体の誘電透過性、ε0 - 電気的定数である。

SIシステムのタンクの単位はFarada(F)と呼ばれています。 1F \u003d 1。 .

    コンデンサ。

個々の導体だけでなく、導体システムも容器を持っています。 誘電体層によって分離された2つの導体からなるシステムは凝縮器と呼ばれる。 この場合の導体は凝縮器プレートと呼ばれます。 プレート上の電荷は反対の標識を持っていますが、モジュールでは同じです。 ほとんどすべてのコンデンサ場がプレート間で集中しています。

コンデンサの容量は大きさと呼ばれます

c \u003d。 , (1)

ここで、Qはプレートのうちの1つの電荷の絶対値であり、uはプレート間の電位差(電圧)である。

プレートの形に応じて、コンデンサは平らな、球形、円筒形である。

平坦なコンデンサの容器を見つけて、面積Sを有するプレートが距離dに位置し、プレート間のスペースに誘電率εが充電されている。

プレート上の表面電荷密度がσ(σ\u003d)である場合、コンデンサ場の強度(フィールドは均質と見なされる)は以下のものと等しい。

E \u003d。 =

プレート間の電位差は電界強度と関連している:E \u003d u \u003d ed \u003d =

式(1)を用いて、平坦な凝縮器の容器についての式を得る。

c \u003d。 (2)

    接続を制限します。

2つの主要な種類の接続が使用されています:順次と並列。

並列化合物(図1)では、電池の総容量は全てのコンデンサの容器の合計に等しい。

一般的なもので。 \u003d C 1 + C 2 + C 3 + ... \u003dΣCi。 (3)

逐次化合物(図2)では、値、逆一般容量は数量の量に等しい、全てのコンデンサの容器を逆にする。

. (4)

同じ容量CのN個のコンデンサが連続的に接続されている場合、総容量:一般的な容量。 \u003d。

図。 1.pralギャラリー。 図。 2.接続を再計算する

    凝縮器のエネルギー。

コンデンサを充電するプロセスが遅い(準静止状態)、それぞれのコンデンサプレートの電位が同じであると仮定することができます。 DQ作業の値を増加させることができます
その限り、コンデンサプレート間の瞬間的な電圧値がある。 それを考える
我々が得る:
。 容量が電圧に依存しない場合、この作業は凝縮器のエネルギーの増加に進む。 この式を統合すると、次のことがあります。

,

wはコンデンサのエネルギーである場合、Uはメッキキャパシタ間の電圧です。

充電、コンデンサの静電容量と電圧の関係を使用して、他のタイプの荷電凝縮器のエネルギーの表現を送信することが可能です。

. (5)

    準定常電流 充放電プロセス

コンデンサ回路内のコンデンサを充電または排出する際に電流が流れる。 電流の変化が非常にゆっくりと起こるならば、つまり電流の変化の回路での電気平衡の確立の間、そしてE.D。 モール、DC法則を使用して瞬時値を決定できます。 そのようなゆっくり変化する電流は準静止状態と呼ばれます。

電気平衡を確立する速度が大きいので、準定常電流の概念では、通常の理解においてプロセスは非常に速い:交流電流、無線工学で使用される多くの電気振動。 準安定化はコンデンサの充電または放電の料金です。

電気チェーンを検討してください。その全体の抵抗はRを表します。回路は、EDSを備えた電源に接続された容量を持つコンデンサを含んでいます。 ε(図3)。

図。 充放電プロセス。

充電コンデンサー。 輪郭に適用する ε RC1εKirchhoffの2番目の規則、私たちは:
,

ここで、Uは、コンデンサの電流と電圧電圧の瞬間値です(回路バイパスの方向は矢印で示されています)。

それを考える
,
1つの変数方程式を持参することができます。

.

新しい変数を紹介します。
。 その後、式は記録されます。

.

変数と構成を共有し、次のようになります。
.

定数を決定し、初期条件を使用するには

t \u003d 0、U \u003d 0、U \u003dεである。 それから我々は取得します:a \u003dε。 変数に戻る
、私はついにコンデンサーの電圧のために、式:

. (6)

時間の経過とともに、凝縮器上の電圧が成長し、漸近的にE.Dに近づく。 ソース(図4、図4)。

排出凝縮器CR2C輪郭の場合、2番目のKirchhoffの規則に従って:RI \u003d U。 私達も使用します:

、 私。
(電流は反対方向に流れます)。

変数Uに上がる、私たちは得る:

。 統合、私達は得る:
.

定数積分B初期条件から定義します.T \u003d 0、U \u003dε。 それから私達は取得します:b \u003dε。

コンデンサーの電圧のために、私たちはついに得るでしょう:

. (7)

時間の経過とともに、電圧は0に近づく(図4、II)。

図。 4.グラフ(I)と放電(II)コンデンサを充電します。

    常時。 充電および放電プロセスの流れの性質(電気平衡確立)は、値によって異なります。

, (8)

これは時間の寸法を有し、電気回路の時定数と呼ばれます。 時定数は、コンデンサの放電の開始が電圧がE倍に減少した後の時間を示します(E \u003d 2.71)。

法の理論

式(7)のProgrigimize

(私はRC \u003dτを考慮に入れた)。

T(線形依存性)からのLNU依存グラフは直線(図5)で表され、座標(0;LNε)の点でY軸(LNU)を交差させる。 このスケジュールのコーナー係数とチェーンの時定数を決定します。
,
ロケーション:

. (9)

図。 5.凝縮器が排出された時の緊張の自然対数の依存性

式を使う:
そして
,
同じ時間間隔で得ることができます
:
.

ここから:
.
(10)

実験的設置

設置は、追加の要素、電源、デジタルマルチメータ、および異なる抵抗値および容器を用いて最小化された最小化を行うための端末を有するメインブロックからなる。

電気回路は、図示の方式に従って収集されます。 トップパネル モジュール。 スリット「R 1」では、スロット「R 2」に最小値が100の値1mの値で接続されている。 ソケット「C」に接続されている研究下のコンデンサのパラメータは、教師によって指定されています。 ジャンパは電流計接続ジャックに取り付けられています。 電圧計モードのデジタルマルチメータは電圧計ソケットに接続されています。

充放電抵抗器(Minimodulas)Rおよびデジタル電圧計R Vの抵抗は分圧器を形成し、それは実際には凝縮器上の最大電圧がεではなくならなるという事実をもたらすことに留意されたい。
,

ここで、R 0は電源抵抗です。 時定数を計算するときに対応する修正を提出する必要があります。 しかしながら、電圧計(107Ω)の入力抵抗が抵抗器の抵抗を大幅に超えている場合、ソースの抵抗が十分ではない場合、その後補正は無視することができる。

作業を行う手順

表1

ε= に、r 1 = OM、S。 1 \u003d f

退院する

τ 1 ±Δτ 1 (から)

表2.

ε \u003d b、r 1 \u003dオーム h \u003d? f

退院する

τ h ±Δτ h (から)

から h ± Δ から h (f)

表3。

ε= に、r 2 = OM、S。 2 \u003d f

退院する

τ 2 ±Δτ 2 (から)

測定結果の処理

測定結果によると、学生は次のいずれかのタスクを実行します(先生の指示)。

タスク1.コンデンサ放電曲線の構築とこのプロセスを説明する法律の実験確認

    テーブル1および3から取られたデータを使用して、コンデンサが1およびC 2で放電されたときの電圧依存性のグラフを構築する。 それらを分析して、理論値と比較します(図4)。

    軸内の1とC 2の凝縮器の放電のグラフ(LNU、T)。 それらを分析し、理論値と比較します(図5)。

    角係数の平均値は、傾斜角の傾きを決定する姿勢としての角度値を識別する。

.

    ランダムエラーグラフィック方法は、直線に対して経験豊富な点を逸脱すると推定できます。 角係数の相対誤差は式に従って求めることができる。

,

ここで、δ(LNU)は、最も遠い実験点の直線からの偏差(LNU軸上の投影中)である。
- 測定が行われる間隔。


タスク2.未知のコンデンサコンデンサの定義

    表1および2から取られたデータを使用して、コンデンサが1および3で放電されたときの電圧依存性のグラフを作成する。 それらを分析して、理論値と比較します(図4)。

    軸(LNU、T)の1とS Xを持つコンデンサの放電のグラフを作成します。 それらを比較し、一定時間の比率について結論を下します(図5参照)。

    式(10)の未知の容量、グラフィックとデータテーブル1と2を使用して決定します。

    角係数εK1およびεKHの相対誤差を求める(タスク1の第4項参照)。

    コンテナの相対的および絶対誤差を決定します。

,
.

    得られた値とXと比較して、コンテナの測定モードでデジタルマルチメータを使用して測定された値を比較します。 出力を取ります。

追加のタスク。

式(5)を用いて荷電凝縮器のエネルギーを計算する。

コントロール質問

    コンデンサーとは何ですか? コンデンサの静電容量は何ですか?

    フラットコンデンサの電界がそのプレート間に集束することを証明します。

2. 2MKFの容量とそれらの接続方法でコンデンサを採取できますか。

5μFの総容量を得るために?

    荷電凝縮器のエネルギーをどのように見つけることができますか?

    どの電流が準静止状態と呼ばれますか? コンデンサの充電と放電の料金はなぜ準安定化に起因しているのですか?

    どの法則に従って、凝縮器の電圧が充電とB)放電のプロセスa)で変化しますか?

    チェーンタイムは何を一定していますか? それは何ですか?

    この作品では、LNU依存のグラフがTのグラフを作成していますか?

    この作業においてどのように電気回路の時定数が決まりますか?

文献

1.trefimova t.i. 物理学のコース / T.i. トロフィモバ。 - M。:高等学校、2006-2009 G. - 544C。

2 Savelyev I.V. 物理学のコース 3巻で。 第2巻2.電気。 ワイパーと波 波光学 ed。 3番目の、ステレオタイプ。 / I.V. Savelyev - M。:LAN、2007年 - 480 P。

3. Grabovsky R.I.物理学コース/ R. Grabovsky - サンクトペテルブルク:出版ハウス「LAN」、2012年 - 608C。

4 Zisman G. A.、Todes O.M.一般物理学のコース。 3巻で。 第2巻2.電気と磁石/ G. Zisman、o. Todes - サンクトペテルブルク: "LAN"、2007年 - 352C。

終了タイトル

訓練版

コンパイラ:

カルペノビートOlga Vasilyevna.

充放電過程の研究 コンデンサ容量の決定

実験室作業番号3.3のための教育的および方法論的マニュアル「物理」

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極東の連邦大学

一般物理学Shen Fetop.の部門で印刷されました

690091、VladivoStok、UL。 スカノバ、8。

導体(コンデンサ)の特性、電荷を蓄積するその能力の尺度。

コンデンサは、誘電体によって分離された2つの導体(プレート)からなる。 コンデンサの静電容量は周囲の本体に影響を与えるべきであるので、導体はそのような形態を与えるので、累積電荷によって生成されるフィールドはコンデンサプレート間の狭い間隙に集中するようにする。 この状態は満足しています.1)2つの平板。 2)2つの同心球。 3)2つの同軸シリンダー。 したがって、プレートの形に応じて、コンデンサは平坦、球状、および円筒形に分けられます。

フィールドはコンデンサの内側に集中しているので、テンション線は1つのプラグから始まり、別のプラグから始まり、したがって異なるプレート上に発生する自由な電荷はモジュールに等しく、符号とは反対側にある。 コンデンサの静電容量の下では理解されています 物理量凝縮器に蓄積された電荷Qの比率と等しい、そのプレート間の電位差(φ1 - φ2)

大容量の場合、コンデンサは並列に接続されています。 この場合、全てのコンデンサのプレート間の電圧は等しくなる。 接続されたコンデンサに平行なバッテリの総容量は、バッテリに含まれるすべてのコンデンサのコンテナの合計に等しい。

コンデンサは、次の機能とプロパティに従って分類できます。

1)目的上 - 定数および可変容量コンデンサ。

2)折り目の形では、凝縮器フラット、球状、円筒形などによって区別される。

3)誘電体の種類 - 空気、紙、雲母、セラミック、電解など

もあります:

凝縮エネルギー:

円筒形キャパシタ容量:

フラットコンデンサの容量

球状コンデンサの容量

式で、私たちは使用しました:

電気容量(コンデンサ容量)

エクスプローラのポテンシャル(電圧)

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