Описание экспериментальной установки. При последовательном соединении конденсаторов величина, обратная емкости батареи, равна сумме величин
При последовательном соединении конденсаторов величина, обратная емкости батареи, равна сумме величин, обратных емкостям конденсаторов, входящих в батарею.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Метод измерения
Измерение емкости конденсатора можно осуществить различными методами. В данной работе в основу измерения емкости положено соотношение между зарядом конденсатора q, его емкостью C и разностью потенциалов U на обкладках конденсатора (9):
. (22)
Измерение емкости конденсатора включает в себя градуировку интегратора тока и определение неизвестной емкости двумя методами.
В данной работе для измерения заряда используется интегратор тока. Такое название прибора обусловлено формулой, связывающей величину заряда конденсатора 
, прошедшего при его полном разряде через интегратор, с изменяющимся током разряда 
:
. (23)
При этом величина заряда, прошедшего через интегратор, пропорциональна показанию вольтметра 
на его выходе:
, (24)
где 
– градуировочная постоянная интегратора.
Расчетную формулу для измеряемой емкости найдем, используя равенства (22) и (24):
. (25)
Определение градуировочной постоянной (градуировку интегратора) выполняют также с помощью формулы (25), проводя измерения для эталонного конденсатора с известной емкостью 
. При этом выражение
(26)
позволяет рассчитать величину (величины с индексом «э» относятся к измерениям с эталонным конденсатором).
Для проверки правильности градуировки интегратора нужно с его помощью провести измерение неизвестной емкости 
. Затем значение полученной емкости 
необходимо сравнить со значением 
, измеренным другим методом, например, с помощью мультиметра.
Описание экспериментальной установки
Схема электрической цепи представлена на рис. 8, монтажная схема –
на рис. 9.
Рис. 8. Электрическая схема: 1 – регулируемый источник постоянного напряжения «0…+15 В»; 2 – переключатель; 3 – миниблок «Ключ»;
4 – исследуемый конденсатор С; 5 – демпфирующий ключ; 6 – интегратор тока; 7 – миниблок «Интегратор тока»; 8, 9 – мультиметры (режим V 
20 В, входы COM, VΩ)
Для зарядки конденсатора переключатель 2 устанавливают в положение «А», а демпфирующий ключ 5 замыкают (положение «Сброс»). Конденсатор заряжают до напряжения 
(не более 2 В), контролируемого вольтметром 9. Перед измерением демпфирующий ключ 5 размыкают, а переключатель 2 переводят в положение «В». При этом заряд, имеющийся на обкладках конденсатора, пройдет через интегратор тока и будет зафиксирован вольтметром 8 (показание вольтметра 
). В дальнейшем вследствие утечек напряжение, зафиксированное вольтметром 8, может меняться.
Рис.9. Монтажная схема:
3 – миниблок «Ключ»; 7 – миниблок «Интегратор тока»; 8, 9 – мультиметры
Выполнение измерений
1. Для правильного выбора величины напряжения зарядки, отчитываемому по мультиметру 9, в начале измерений возьмите наибольшую измеряемую емкость. Она получается при параллельном соединении конденсаторов 
и 
.
2. Соберите электрическую цепь по схеме, приведенной на рис. 9, подключив конденсаторы и параллельно. Значение эталонной емкости запишите в табл. 1.
3. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка».
4. 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», установите его не более 2 В (отсчет по мультиметру 9).
5. Разрядите заряженные конденсаторы 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 максимальное показание мультиметра 8 непосредственно после разряда конденсатора.
6. Повторите пп. 4 и 5 несколько раз, подобрав такое напряжение зарядки (показания мультиметра 9) 
, при котором напряжение разрядки (показания мультиметра 8) 
составило бы 8–10 В (величина, пропорциональная заряду конденсатора). Запишите напряжение 
в табл. 1 и далее в ходе лабораторной работы не изменяйтеего.
Таблица 1. Напряжения на конденсаторах и на батареях конденсаторов
| № | Эталонный конденсатор = мкФ
| Определение емкости | ||
| Неизвестный конденсатор | Соединение конденсаторов | |||
| параллельное | последовательное | |||
 = В
|  = В
| = В
|  = В
| |
 ,В
|  ,В
| ,В
|  ,В
| |
| Среднее |
7. Не меняя напряжение зарядки , выполните 5 измерений , записывая значения в табл. 1.
8. Соедините и последовательно.Напряжение оставьте равным . Выполните 5 измерений и запишите результаты втабл. 1.
9. Проведите отдельно измерения величины для эталонного конденсатора и величины для конденсатора неизвестной емкости .
Величины 
и 
остаются равными 
и 
. Результаты измерений записываются в табл. 1.
10. Проверьте правильность градуировки интегратора, для этого:
а) с помощью мультиметра измерьте неизвестную емкость конденсатора ;
б) результат 
запишите в табл. 2 (погрешность измерения мультиметром 
=5 %).
11. Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.