№ 69 (1107949), страница 2
Текст из файла (страница 2)
2).5. Для измерения сопротивления нажимается кнопка "k " и измерительныепровода вольтметра подсоединяются к клеммам "*" и "I, R". Выбороптимальной шкалы измерения аналогичен выбору шкалы при измерениинапряжения и силы тока.ПОДГОТОВКА ПРИБОРОВ К РАБОТЕ1. Включите генератор ГСФ-1 и вольтметр В7-22А с помощьюсоответственно кнопки "ВКЛ" и тумблера "СЕТЬ".2. Задайте на выходе генератора ГСФ-1 синусоидальное напряжение. Дляэтого отожмите кнопкии.3. С помощью индикатора частоты генератора, меняя положение ручки"ЧАСТОТА" и нажимая кнопки "х3", "х10", "х100", определите максимальноезначение частоты сигнала vmax, которое можно получить с помощью генератора.Результат запишите в тетрадь.
(В ходе работы максимальное значение частотыvmax по мере прогрева генератора постепенно увеличивается). При считываниипоказаний индикатора для частоты vmax имейте в виду, что если значениечастоты превосходит 9999 Гц, т.е. представляет собой пятизначное число,например 10523, то на индикаторе высвечиваются лишь последние четыреразряда этого числа,4. Подключите вольтметр В7-22А к выходным клеммам "1" и "2" генератораи, меняя положение ручки "УРОВЕНЬ" на его передней панели, определитемаксимальное действующее значение напряжения выходного сигналагенератора при нажатой и отжатой кнопке "ТОК". Результаты запишите втетрадь.Упражнение 1ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА С0.1. Соберите цепь, изображенную на рис. 7, в которой конденсатор Спредставляет собой воздушный конденсатор и не содержит пластины издиэлектрика.92.
На генераторе сигналов ГСФ-1 задайте максимально возможное значениечастоты v выходного напряжения, для чего ручку "ЧАСТОТА" поставьте вкрайнее правое положение и нажмите кнопки "х3", "х10", "х100" множителейчастоты.3. Величину выходного напряжения генератора задайте максимальной,повернув ручку "УРОВЕНЬ" в крайнее правое положение.4. Отключите дополнительное сопротивление величиной 1 Ом от выходнойклеммы "2" генератора, отжав кнопку "ТОК".5. Измерьте напряжение Ud на конденсаторе С с помощью вольтметра В722А, подключив один из измерительных проводов вольтметра к гнезду "1" (или"3") измерительного стенда, а второй - к одному из трех гнезд на верхнейпластине конденсатора С.6. Измерьте напряжение U0d на конденсаторе С0 с помощью вольтметраВ7-22А, подключив измерительный провод от клеммы "*" вольтметра кгнезду "4" измерительного стенда, а второй измерительный провод - к гнезду“3” (или “1”).7.
Вычислите емкость конденсатора С по формуле плоского конденсатора(1), считая, что диэлектрическая проницаемость воздухаивозд 12учитывая, что d = 1,9 мм и площадь обкладок конденсатора S = 220 см .8. Учитывая найденное значение емкости конденсатора С, рассчитайтеемкость конденсатора Со по формулеC0UdCU od ,вытекающей из формулы (4).9. Оцените погрешность измерения емкости конденсатора С0, считая, чтонапряжения Ud и U0d измерены с относительной погрешностью 1 %.Упражнение 2ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕЗИСТОРА R0 ИПРОВЕРКА ФОРМУЛЫ ДЛЯ ЕМКОСТИ ПЛОСКОГОКОНДЕНСАТОРА1. Измерьте сопротивление резистора R0 с помощью вольтметра В7-22А,10подключив его измерительные провода к гнездам "2" и "4" измерительногостенда.2.
Соберите цепь, изображенную на рис. 8, в которой конденсатор Спредставляет собой воздушный конденсатор и не содержит пластины издиэлектрика.3. На генераторе сигналов ГСФ-1 задайте максимально возможное значениечастоты v выходного переменного напряжения, для чего ручку "ЧАСТОТА"поставьте в крайнее правое положение и нажмите кнопки "хЗ", "х10, "х100"множителей частоты. Запишите в тетрадь полученное значение частоты v попоказаниям индикатора частоты на передней панели генератора.4. Величину выходного напряжения генератора задайте максимальной,повернув ручку "УРОВЕНЬ" в крайнее правое положение.5. Отключите дополнительное сопротивление величиной 1 Ом от выходнойклеммы "2" генератора, отжав кнопку "ТОК".6. Измерьте напряжения Ud и U0d на конденсаторе С и резисторе R0 спомощью вольтметра В7-22А.
При измерении напряжения Ud на конденсатореС один из измерительных проводов вольтметра подключается к гнезду "1" (или"2") измерительного стенда, а второй - к одному из трех гнезд на верхнейпластине конденсатора С. При измерении напряжения U0d на резисторе R0измерительные провода вольтметра подключаются к гнезду "1" (или "2") исоответственно гнезду "4" измерительного стенда.7. Рассчитайте емкость воздушного конденсатора С по формулеC12 R0U 0d,Ud(7)вытекающей из формулы (6).8. Оцените погрешность измерения емкости С, считая, что напряжения Ud иU0d измерены с относительной погрешностью 1%, а сопротивление R0 и частотаv - с относительной погрешностью 0,1%.9. Сравните полученное значение для емкости С со значением,вычисленным в п.
7 упражнения 1 по формуле (1) для емкости плоскогоконденсатора.11Упражнение 3ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИРАЗЛИЧНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ(1-й способ)1. Измерьте толщину пластин диэлектрика из стекла, оргстекла и текстолита спомощью штангенциркуля. Для каждой из пластин измерение толщинывыполните 4 раза - в середине каждой из сторон пластины. Результаты занеситев таблицу:Таблица 1.Толщина пластины диэлектрика, ммd1d2d3d4dcpСтеклоОргстеклоТекстолит2. Соберите электрическую схему, изображенную на рис. 7, и вставляяпоочередно пластины диэлектрика из стекла, оргстекла и текстолита междуобкладками конденсатора С проведите измерения напряжения Ud и U0d наконденсаторах С и Со с помощью вольтметра В7-22А.
При измерениинапряжения U0d на конденсаторе Со измерительный провод от клеммы "*"вольтметра должен быть подключен к гнезду "4" измерительного стенда, т.е. кпластине конденсатора Со, соединенной с клеммой "2" генератора). Результатыизмерений занесите в таблицу:Таблица 2Ud, BU0d, ВС, пФСтеклоОргстеклоТекстолит3. Рассчитайте емкость конденсатора С для каждого из диэлектриков поформуле (4) и определите диэлектрическую проницаемость каждого вещества поформуле (2), учитывая, что площадь обкладок конденсатора S = 220 см2, арасстояния между обкладками, равные толщине d пластин, изготовленных изразличных диэлектриков, известны из п. 1.4.
Оцените погрешность измерения диэлектрической проницаемости,считая, что основной вклад в погрешность обусловлен погрешностями12измерения напряжений Ud и U0d на конденсаторах С и С0, погрешностьюизмерения емкости конденсатора С0 (см. упражнение 1), а также погрешностьюизмерения толщины пластины диэлектрика d.Упражнение 4,ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИРАЗЛИЧНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ(2-й способ)1. Соберите электрическую цепь, изображенную на рис. 8.2. Вставьте поочередно пластины диэлектрика из стекла, оргстекла итекстолита между обкладками конденсатора С и с помощью вольтметра В7-22Аизмерьте напряжения Ud и U0d на конденсаторе С и сопротивлении R0.Результаты измерений занесите в таблицу:Ud BUod, Вv, ГцТаблица 3.С, пФеСтеклоОргстеклоТекстолит3.
Рассчитайте емкость конденсатора С для каждого из диэлектриков поформуле (7) и определите диэлектрическую проницаемость каждого вещества поформуле (2), учитывая, что площадь обкладок конденсатора S = 220 см2, арасстояния между обкладками, равные толщине d пластин диэлектрика,известны из п. 1 упражнения 3.4. Оцените погрешность измерения диэлектрической проницаемости,считая, что основной вклад в указанную погрешность обусловленпогрешностью измерения величин напряжений Ud и U0d на конденсаторах С иС0, погрешностью измерения сопротивления резистора R0 (см. упражнение 2),а также погрешностью измерения толщины пластины диэлектрика d ипогрешностью задания частоты v генератора.5.
Сравните значения диэлектрической проницаемости для стекла,оргстекла и текстолита со значениями, полученными в упражнении 3, с учетомпогрешностей измерений.|13ЛИТЕРАТУРА1. Белов Д.В. Электромагнетизм и волновая оптика. М.: Издательство МГУ,1994,§ 4-6, 122. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. Пособие. В 5 кн. Кн. 2.Электричество и магнетизм - 4-е изд., перераб. - М.: Наука. Физматлит. 1998. 336.Глава 2. Электрическое поле в диэлектриках.§ 2.1. Полярные и неполярные молекулы.§ 2.2. Поляризация диэлектриков.§ 2.3.
Поле внутри диэлектриков.§ 2.4. Объемные и поверхностные связанные заряды.§ 2.5. Вектор электрического смещения.Глава 3. Проводники в электрическом поле.§ 3.3. Электроемкость.§ 3.4. Конденсаторы.14.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
