Последовательное и параллельное соединения конденсаторов.

 

На практике конденсаторы часто соединяют различными способами. На рисунке 2.9 представлено последовательное соединение трёх конденсаторов.

Рисунок 2.9 – Последовательное соединение конденсаторов

 

При последовательном соединении на всех обкладках конденсаторов будут одинаковые по величине заряды q.

                              (2.32)

Напряжение батареи конденсаторов равно сумме напряжений каждого конденсатора.

                            (2.33)

При последовательном соединении конденсаторов различной емкости, электроемкость батареи определяется по формуле:

                   (2.34)

При параллельном соединении конденсаторов (рис.10) все положительно заряженные обкладки подсоединены к одному проводу, а отрицательно заряженные – к другому проводу. В этом случае заряд на батарее равен сумме зарядов на отдельных конденсаторах, а напряжения на всех конденсаторах одинаковы и равны U

                              (2.35)

                          (2.36)

Рисунок 2.10 – Параллельное соединение конденсаторов

При параллельном соединении общая емкость С_общ определяется по формуле:

                                  (2.37)

Если заряжать конденсатор постоянной емкости от одного и того же источника постоянного напряжения, а затем разряжать его через гальванометр, то стрелка гальванометра всякий раз будет отклоняться по шкале на одно и то же число делений. При конденсаторах другой емкости гальванометр покажет другое отклонение стрелки.

Имея конденсаторы известной емкости (эталоны), можно на опыте убедиться, что величина емкости конденсатора С прямо пропорциональна числу делений n, на которое отклоняется стрелка гальванометра.

Коэффициент пропорциональности, выражающий собой электроемкость, соответствующую одному делению определяется по формуле:

                                         (2.38)

Зная коэффициент и повторив опыт с конденсатором неизвестной емкости, можно определить его емкость по отклонению стрелки гальванометра по формуле:

                                      (2.39)

где С_х –емкость неизвестного конденсатора;

n_x – число делений на которое отклоняется стрелка гальванометра, при подключении неизвестного конденсатора в цепь.

Порядок выполнения работы

Часть 1

Задание 1

1.Составьте  электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 2.11. В цепи установите один из конденсаторов известной емкости.

Рисунок 2.11 − Экспериментальная схема задания №1

 

2.Конденсатор зарядите: для этого соединить его (переключателем) на короткое время с источником питания.

3.Сосредоточив внимание на микроамперметре, быстро замкните конденсатор на измерительный прибор и определите число делений, соответствующее максимальному отклонению стрелки.

4.Опыт повторить еще два раза для более точного определения числа делений n.

5.Опыт повторите с другим конденсатором известной емкости, согласно пунктам 1-4.

6.Результаты измерений запишите в таблицу 2.9

7. Возьмите конденсатор неизвестной емкости С_х и повторить опыт(п.1-4);

8.Запишите данные n_х для конденсатора с неизвестной емкостью, полученные по микроамперметру, в таблицу 2.10.

Таблица 2.9 − Экспериментальные данные

№	Емкость конденсаторов С, мкф	Число делений по шкале микроамперметра n	Среднее число делений по шкале микроамперметра nср	Коэффициент пропорциональности
1
2

Таблица 2.10 − Экспериментальные данные

№	Число делений по шкале микроамперметра nх	Найденная емкость конденсатора неизвестной емкости Сх , мкф	Средняя емкость конденсатора неизвестной емкости Схср , мкф	ε =
1
2
3