ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ
Цель работы: познакомиться с методом измерения емкости конденсатора.
Приборы и принадлежности: генератор низкой частоты, вольтметр (осциллограф), набор сопротивлений и емкостей, набор диэлектрических пластин и модуль МОЗ.
Введение
Плоский конденсатор состоит из двух (или более) металлических пластин, между которыми находится диэлектрик с диэлектрической проницаемостью е. Емкость конденсатора есть отношение заряда q на обкладках конденсатора к той разности потенциалов U> которую этот заряд сообщает конденсатору.
C=q/U (1)
Емкость плоского конденсатора
С = EEoS/d, ( 2)
где ε0 = 8,85-10*12 Ф/м, S - площадь поверхности обкладки конденсатора, d - расстояние между обкладками, е - диэлектрическая проницаемость диэлектрика между обкладками.
Пусть на конденсатор емкости С (рис.1) подано переменное напряжение с частотой v = ω/2π, вследствие чего по цепи идет переменный ток. Напряжение на конденсаторе равно приложенному к нему переменному напряжению генератора U = Um cos ωt.
|
|
Uс=- q/C = Um cos ωt, (3)
отсюда
q =CUmcos ωt. (4)
Производная dq/dt дает ток в цепи конденсатора
i = - ω CUm Sinωt = Imcos(ωt +π/2), (5)
где Im = ωCUm = Um /(1/ωC)