Лабораторная работа по теме «Измерение силы тока в цепи с конденсатором» - Электромагнитные колебания - Колебания и волны

Задание: рассчитайте действующее значение силы переменного тока в цепи с конденсатором известной электроемкости; выполните измерение силы тока в этой цепи; сравните расчетное и экспериментальное значение силы тока.

Оборудование: источник переменного напряжения (6 В), конденсатор бумажный (6 мкФ), миллиамперметр переменного тока, вольтметр переменного тока, омметр, соединительные провода.

Содержание и метод выполнения работы

Два проводника, разделенные слоем диэлектрика, обладают электроемкостью С.

При подаче переменного напряжения между такими проводниками перенос электрических зарядов сквозь диэлектрик не происходит, но периодически повторяющиеся процессы зарядки и разрядки конденсатора приводят к возникновению переменного тока в цепи, содержащей конденсатор. Действующее значение силы тока J в этой цепи определяется значением электроемкости С, частотой ω вынужденных колебаний силы тока в цепи и действующим значением напряжения U на обкладках.

Данное равенство справедливо, если можно пренебречь активным сопротивлением R остальных участков цепи, то есть если

Таким образом, рассчитав силу тока по формуле (1), можно сравнить полученное значение с показанием миллиамперметра, предварительно убедившись в справедливости неравенства (2).

Порядок выполнения работы

1. Вычислите емкостное сопротивление Х_с конденсатора на частоте 50 Гц.

2. Рассчитайте действующее значение силы тока J_m в цепи с конденсатором при подаче на его обкладки переменного напряжения 6 В.

3. Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рисунке, и выполните измерения силы тока в цепи при напряжении 6 В.

4. Измерьте с помощью омметра электрическое сопротивление R проводящих проводов и амперметра.

5. Вычислите границы относительных погрешностей экспериментального измерения силы тока в цепи J_Э и теоретического значения J_T. Сравните результаты расчета и измерений с учетом границ погрешностей измерений. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу.

U, В	v, Гц	С, Ф	Xc, Ом	R, Ом	JЭ, А	Jt,a	εЭ	εT

Дополнительное задание

Исследуйте зависимость действующего значения силы тока в цепи с конденсатором от действующего значения напряжения, постройте график. Рассчитайте значения силы тока в цепи при последовательном и параллельном включении конденсаторов с электроемкостью 6 мкФ и 4 мкФ. Результаты расчета проверьте экспериментально.

Домашнее задание

Р - 966; Р - 967.