ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12.
Тема: «Исследование зависимости силы переменно тока от
электроемкости конденсатора»
Цель: установить зависимость между амплитудным значением силы переменного тока и электроемкостью конденсатора, а так же экспериментально подтвердить теоретическую формулу (2).
Оборудование: источник переменного тока, батарея конденсаторов, миллиамперметр, реостат, электрический ключ, соединительные провода.
Теоретическая часть
Конденсатор в простейшем виде представляет собой две пластинки, разделенные слоем диэлектрика. Если конденсатор включить в цепь постоянного тока, то ток в этой цепи прекратится. Да это и понятно: через изолятор, которым является диэлектрик конденсатора, постоянный ток течь не может. Включение конденсатора в цепь постоянного тока равнозначно разрыву ее (мы не принимаем во внимание момент включения, когда в цепи появляется кратковременный ток заряда конденсатора).
Иначе ведет себя конденсатор в цепи переменного тока. Вспомним, что напряжение на зажимах источника переменного тока периодически меняется. Значит, если включить конденсатор в цепь, питаемую от такого источника тока, его обкладки будут попеременно перезаряжаться с частотой этого тока. В результате в цепи будет протекать переменный ток.
Конденсатор подобно резистору и катушке оказывает переменному току сопротивление, но разное для токов различных частот. Он может хорошо пропускать токи высокой частоты и одновременно быть почти изолятором для токов низкой частоты. В цепи переменного тока с конденсатором возникает емкостное сопротивление, которое зависит от частоты переменного тока и от самого конденсатора согласно формуле:
|
|
(1)
Тогда, согласно закону Ома для амплитудных значений можно записать следующую формулу:
Im 
(2)
Анализируя формулу (2), приходим к выводу, что сила тока в цепи с идеальным конденсатором прямо пропорционально зависит от его электроемкости.
Исследуем в данной лабораторной работе эту зависимость.
Порядок проведения работы:
1. Определить цену деления шкалы измерительных приборов.
2. Составить электрическую цепь по схеме, изображённую на рисунке.
3. После проверки цепи преподавателем замкнуть ключ.
4. Меняя значение емкости в цепи переменного тока, снять соответствующие показания миллиамперметра (рекомендуется снять 3-5 показаний при различных значения электроемкости конденсатора).
5. Рассчитать амплитудные значения тока для каждого опыта согласно формуле: Im 
(3)
6. Результаты эксперимента и расчетов занести в таблицу, причем показания записать по мере возрастания электроемкости.
| Опыт 1 | Опыт 2 | Опыт 3 | Опыт 4 | Опыт 5 | |
| С, мкФ | |||||
| I, мА | |||||
| Im, мА |
7. Построить графическую зависимость амплитуды силы тока от электроемкости Im(C).
8.Сделать вывод, опираясь на итоги эксперимента и полученную графическую зависимость.
ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ:
| |||
| ВЫВОД: | |||
Контрольные вопросы:
1. Опишите процессы, происходящие в цепи постоянного тока с конденсатором.
2. Опишите процессы, происходящие в цепи переменного тока с конденсатором.
|
|
3. Что значит «цепь обладает реактивным сопротивлением»?
4. Перечислите виды реактивных сопротивлений. Укажите их обозначения, расчетные формулы, единицы измерения.
5. В данной лабораторной работе встречались реактивные сопротивления?
6. Возможно ли возникновение реактивного сопротивления в цепях постоянного тока? Поясните свой ответ.
ОТВЕТЫНА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: