Номер Лаб. 9 ГДЗ Физика 10 класс, Касьянов 2025, страница 462

Лаб. Измерение электроёмкости конденсатора

Лабораторная работа 9. Измерение электроёмкости конденсатора.

Цель работы: изучить устройство плоского конденсатора и рассчитать его электроёмкость; сконструировать бумажный конденсатор из фольги и проверить, возможно ли за счёт энергии, запасённой в нём, зажечь светодиод.

Оборудование: две металлические пластинки, стеклянная пластинка, штангенциркуль, измерительная линейка, плоская батарейка, два зажима типа «крокодил», рулон бытовой фольги, рулон бумаги (бумажное полотенце), светодиод.

Порядок выполнения: 1) собрать из двух металлических пластин и одной стеклянной плоский конденсатор (рис. 360); 2) разобрать конденсатор, измерить длину a и ширину b металлической пластины линейкой; 3) принять Δa=Δb=1 мм; 4) рассчитать площадь S=ab; 5) вычислить ΔS=S(aΔa​+bΔb​); 6) измерить штангенциркулем толщину d стеклянной пластины; 7) принять Δd=0,1 мм; 8) записать относительную диэлектрическую проницаемость ε стекла; 9) рассчитать C=dSεε0​​; 10) вычислить CΔC​=SΔS​+dΔd​; 11) найти ΔC=CCΔC​; 12) записать C±ΔC.

Дополнительное задание. Сконструируйте бумажный конденсатор: 1) осторожно разверните фольгу и, поместив внутрь бумажную полосу, сконструируйте цилиндрический конденсатор; 2) зарядите конденсатор от батарейки, затем разрядите через светодиод; 3) сделайте вывод, удалось ли зажечь светодиод.

Решение

Теория. Электроёмкость плоского конденсатора с диэлектриком по формуле (): , где — площадь пластин, — расстояние между ними (толщина стекла), — диэлектрическая проницаемость стекла, Ф/м.

Пример измерений (числа типичные, у вас будут немного другими): мм, мм, мм, для стекла берём (из таблицы диэлектрических проницаемостей).

СИ: м, м, м.

  1. Площадь пластины:

       
  2. Погрешность площади ( мм):

       
  3. Электроёмкость:

          
  4. Относительная погрешность ( мм):

  5. Абсолютная погрешность:

      
  6. Результат:

      

Дополнительное задание. Две полосы фольги прокладываем бумажной лентой (диэлектрик) и скатываем в рулон — получается цилиндрический конденсатор. Оценим его: пусть площадь каждой полосы  , толщина бумаги мм, . Тогда

   

Заряжаем от батарейки В. Запасённая энергия по формуле   .

Пример результата: при разрядке на светодиод в затемнённой комнате видна лишь очень слабая кратковременная вспышка, а в светлой комнате светодиод не загорается заметно.

Вывод. Энергия, запасённая в таком самодельном конденсаторе, очень мала (около Дж), и разряд длится доли миллисекунды, поэтому зажечь светодиод так, чтобы он ярко светился, не удаётся.

Ответ

Пример измерений: мм, мм, мм, ; пФ. Бумажный конденсатор (около нФ) запасает около Дж — светодиод ярко не загорается.

Помогло?

Нет твоего задания?Сфоткай, и ДЗмэн решит за пару секунд.

Решить по фото