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