ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА
Методические указания к лабораторной работе №8 по физике
(Раздел «Электричество»)
Ростов-на-Дону 2011
Составители: Т.П. Жданова, А.Б. Гордеева, И.Г. Попова,
Е.С. Богославская
УДК 530.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА: метод. указания к лабораторной работе № 8 - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2011.-9с.
Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения электроемкости конденсатора методом моста Сотти.
Методические указания предназначены для студентов инженерных специальностей всех форм обучения в лабораторном практикуме по физике (раздел «Электричество»).
Печатается по решению методической комиссии факультета
«Нанотехнологии и композиционные материалы»
Научный редактор к.ф.-м.н., доц. Г. Ф. Лемешко
© Издательский центр ДГТУ, 2011
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА
Цель работы:
1. Ознакомление с мостовым методом измерения электрической емкости конденсатора.
2. Определение законов сложения емкостей при параллельном и последовательном соединении конденсаторов.
Оборудование: источник переменного тока, магазин эталонных конденсаторов, измеряемые неизвестные конденсаторы, осциллограф, реохорд (реостат, включенный как потенциометр).
Теоретическая часть
Если уединенному проводнику сообщить электрический заряд 
, то потенциал проводника примет некоторое значение 
, причем 
, т.е. 
. Следовательно,
-
электрическая емкость уединенного проводника. Единица ёмкости – фарад (Ф).
Конденсатором называется система из двух близко расположенных проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика. В зависимости от формы обкладок конденсаторы бывают плоские, цилиндрические и сферические.
Под емкостью 
конденсатора понимается физическая величина, равная отношению заряда 
, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов (
) между его обкладками:
Электроемкость конденсатора зависит от его формы, геометрических размеров и диэлектрической проницаемости среды, заполняющей пространство между обкладками. В случае плоского конденсатора
, (1)
где 
=8,85·10–12 Ф/м – электрическая постоянная; 
– диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между обкладками; 
– расстояние между пластинами, 
- площадь обкладок.
Другой важнейшей характеристикой конденсатора является напряжение пробоя, т.е. минимальная разность потенциалов на обкладках, при которой происходит электрический разряд через слой диэлектрика в конденсаторе. Пробивное напряжение зависит от формы и размеров обкладок и от свойств диэлектрика.
При практическом использовании конденсаторов для получения необходимой емкости собирают батареи из отдельных элементов, соединяя их последовательно или параллельно.
При последовательном соединении конденсаторов заряд на обкладках остается величиной постоянной: 
, напряжения суммируются: 
Тогда электроемкость:
. (2)
При последовательном соединении на каждый из конденсаторов приходится лишь часть разности потенциалов Δ φ напряжения источника, вследствие чего уменьшается возможность пробоя конденсаторов.
При параллельном соединении конденсаторов напряжение остается величиной постоянной: 
, заряд батареи конденсаторов: 
.
Тогда общая электроемкость:
. (3)
Пробивное напряжение такой батареи равно пробивному напряжению того из конденсаторов, у которого оно наименьшее.
