МЕТОДОМ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ГАЛЬВАНОМЕТРА
Принадлежности: баллистический гальванометр, измерительный стенд.
Краткая теория
Электроемкостью уединенного проводника называется способность накапливать заряд. Емкость численно равна величине заряда, изменяющего его потенциал на единицу:
![]() | (1) |
Конденсаторы - это система двух тел, обладающая повышенной способностью конденсировать заряды. Емкость конденсатора определяется отношением:
![]() | (2) |
Здесь - напряжение на пластинах плоского конденсатора. Следовательно, для измерения емкости необходимо измерять величину заряда и напряжение на конденсаторе. Заряд измеряется баллистическим гальванометром, напряжение – вольтметром
Емкость плоского конденсатора определяется выражением:
![]() | (3) |
где - диэлектрическая проницаемость среды, S – площадь пластины, d - расстояние между пластинами конденсатора.
Емкость шара равна:
![]() | (4) |
где R – радиус шара.
![]() |
При последовательном соединении конденсаторов
емкость определяется по формуле:
![]() |
![]() |
При параллельном соединении конденсаторов
емкость определяется по формуле:
Баллистическим называется гальванометр, момент инерции подвижной части (рамки) которого специально увеличен. Если через гальванометр пропустить импульс тока (например, разрядить конденсатор) угол первого отброса рамки ( ) будет пропорционален заряду (
), прошедшему через гальванометр:
где В - баллистическая постоянная гальванометра.
В настоящей работе используется вспомогательный конденсатор известной емкости (эталон).
Для эталонного конденсатора , для исследуемого
.
Если напряжение ( ) одинаково, тo
. Так как
и
то:
![]() | (7) |
Это выражение и определяет методику измерений.
Описание измерительной установки
В работе используется настольный баллистический гальванометр.
Измерительный стенд состоит из выпрямителя (рис. 1), вольтметра, эталонного ( ) и исследуемого (
) конденсаторов, двух переключателей, с помощью которых эталонный и исследуемый конденсаторы подключаются последовательно к выпрямителю для зарядки и к гальванометру для разряда.
![]() |
Рис. 1