Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Нижегородский государственный
архитектурно-строительный университет
Кафедра физики
Отчет
по лабораторной работе №21:
«Определение емкости конденсатора»
|
Преподаватель |
Колпаков А.Б. |
|
Выполнила ст. гр. СУЗ.01-11 |
Павлова Татьяна |
2012г.
Цель работы:
определение емкости конденсатора двумя способами; экспериментальная проверка формул расчета емкости параллельного и последовательного соединения конденсаторов.
Схема установки.
ИП - источник питания
G – гальванометр
V – вольтметр переменного тока
П – переключатель
Расчетные формулы.
n=kQ
n-число делений
Q-заряд
k-коэфициент пропорциональности.
где Q=CU
Если n0 - показатель ёмкости известного конденсатора (С0=1мкФ),
а nx - показатель ёмкости неизвестного конденсатора (Сx), то
n0=kQ0=kC0U,
nx=kQx=kCxU;
где U - напряжение между клеммами А и В.
Отсюда находим
С0 – известная емкость конденсатора;
Сх – неизвестная емкость конденсатора;
nx – показания при подключении конденсатора Сх;
n0 – показания при подключении конденсатора С0
С0 – известная емкость конденсатора;
Сх – неизвестная емкость конденсатора;
U0 – показания вольтметра при подключении С0;
Ux – показания вольтметра при подключении Сх
Выполнение работы.
Задание №1.
Определение емкости конденсатора при постоянном напряжении опытным путем.
|
№ |
n |
n |
C, мкф |
C, мкф |
С,мкф |
С,мкф |
||
|
n |
C |
n |
C |
|||||
|
1 |
30 |
60 |
1 |
2 |
90 |
3 |
18 |
0,6 |
|
2 |
30 |
60 |
1 |
2 |
95 |
3,2 |
20 |
0,7 |
|
3 |
30 |
65 |
1 |
2,2 |
95 |
3,2 |
20 |
0,7 |
Задание №2.
Расчёт ёмкостей параллельного и последовательного соединения конденсаторов по формулам.
|
U0, В |
Uх, В |
С0, мкф |
Сх, мкф |
Спар, мкф |
Спосл, мкф |
||
|
Uх |
Сх |
Uх |
Сх |
||||
|
5 |
2.5 |
1 |
2 |
1.5 |
3.3 |
7.0 |
0,71 |
Расчет погрешностей.
Средняя квадратичная ошибка результата измерений для Сx.
<C>=(C1+…+Cn)/n = 2(мкф).
δ=(((С1-<С>)^2+(С2-<С>)^2…(Сx-<С>)^2)/n(n1))^1/2
δ=0.08
Абсолютная ошибка результата измерений.
Зададим значение доверительной вероятности α=0,90. Тогда коэффициент Стюдента tα=2,92.
ΔС= tα* δ = 2.92*0.08=0.23(мкф)
Относительная ошибка результата измерений.
δС= (ΔС/|<С>|)*100% = 11.5%
Сx= <C>± ΔС= 2 ± 0.23(мкф)
Средняя квадратичная ошибка результата измерений для Сxпар.
<C>=(C1+…+Cn)/n = 3.13(мкф).
δ=(((С1-<С>)^2+(С2-<С>)^2…(Сx-<С>)^2)/n(n1))^1/2=0.067
Абсолютная ошибка результата измерений.
ΔС= tα* δ = 2.92*0.067=0.196(мкф)
Относительная ошибка результата измерений.
δС= (ΔС/|<С>|)*100% = 6,2%
Сx= <C>± ΔС= 3.13 ± 0.196(мкф)
Средняя квадратичная ошибка результата измерений для Сxпосл.
<C>=(C1+…+Cn)/n = 0.67(мкф).
δ=(((С1-<С>)^2+(С2-<С>)^2…(Сx-<С>)^2)/n(n1))^1/2=0,033(мкф)
Абсолютная ошибка результата измерений.
ΔС= tα* δ = 2.92*0.033=0.098(мкф)
Относительная ошибка результата измерений.
δС= (ΔС/|<С>|)*100% = 14,5%
Сx= <C>± ΔС= 0.67 ± 0.098(мкф)
Сравнение результатов опытов с результатами, полученными по формулам.
При параллельном соединении конденсаторов средняя ёмкость, составила 3.13±0.196мкФ, а полученная по формулам – 3.3мкФ.
При последовательном соединении конденсаторов средняя ёмкость, составила величину 0.67 ± 0.098мкФ , а по формулам — 0,71мкФ.
Вывод.
Таким образом, в лабораторной работе №21 были экспериментально проверены формулы расчета емкости параллельного и последовательного соединения конденсаторов. На опыте и теоретически, используя формулы, были получены практически одни и те же показатели емкости как для параллельного соединения конденсаторов, так и для последовательного.