Краткая теория.

1. Составить схему (рис. 3)

2. Налить в калориметры 1 и 2 воды.

3. Измерить температуру воды в калориметрах.

4. Включить нагреватель, помешивая воду в калориметре 2.

5. Следить за ростом температуры в калориметре 2. Через каждые 5-10⁰С регистрировать показания гальванометра (в делениях)

6. Занести полученные данные в таблицу.

7. Построить график, откладывая по оси абсцисс (Х) – показания гальванометра, по оси ординат (У) – разность температур между обоими спаями.

 

Таблица 1.

№ п/п	Показания термометра Т 1 холодного, С	Показания термометра Т 2 горячего C	D Т = (t 1 i – t 2 i )	Показания гальванометра V (В)
…

 

Контрольные вопросы

1. Какими причинами обусловлена КРП?

2. В чем заключается возникновение термоэдс?

3. Физический смысл удельной термоэдс.

4. Где применяются металлические термопары?

 

Рис. 3.

РАБОТА № 29 Определение ЕМКОСТи КОНДЕНСАТОРОВ в цепи переменного тока

Приборы и принадлежности: амперметр, вольтметр, реостат, выключатель, два конденсатора.

Краткая теория.

Если проводникам различной формы и размеров сообщить одинаковые заряды, то их потенциалы будут различны. Эти проводники отличаются друг от друга физическим свойством - электроемкостью. Электроемкость проводника зависит от формы, размеров его и от окружающих тел. Если проводник уединен от окружающих тел, то опыт показывает, что по мере увеличения заряда проводника на величину dq потенциал его изменяется на величину dj

но отношение

(1.1)

где: q - заряд,

j - потенциал проводника,

C - емкость уединенного проводника не зависит от заряда и потенциала.

Емкость уединенного проводника численно равна заряду, изменяющему потенциал этого проводника на единицу.

В системе СИ за единицу электроемкости принята фарад - емкость такого уединенного проводника, на котором заряд в 1 Кл создает потенциал в 1 В.

(1.2)

Так как Фарад - очень большая единица, то чаще используется внесистемная единица 1 микрофарад (1 мкФ); 1Ф = 10⁶мкФ.

КОНДЕНСАТОР - прибор, имеющий точно определенную емкость, величина которой не зависит от расположения окружающих тел. Конденсатор состоит из двух проводников, разделенных диэлектриком.

Конденсаторы обладают большой емкостью при малых размерах. В зависимости от формы проводников конденсаторы делятся на плоские, сферические, цилиндрические.

ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ конденсатора равна отношению заряда q проводника (обкладки) к их разности потенциалов j ₂- j ₁, или напряжению U между проводниками, вызванному этим зарядом:

(1.3)

где: q = q ₁ = q ₂ - заряды проводников (обкладок) конденсатора,

j ₁ и j ₂ - потенциалы обкладок.

Емкость плоского конденсатора можно вычислить по формуле:

(1.4)

где: S - площадь каждой обкладки конденсатора,

d - расстояние между обкладками,

e ₀ - электрическая постоянная,

e - диэлектрическая проницаемость среды.

При соединении двух или нескольких конденсаторов в батарею ее емкость зависит от способа соединения конденсаторов. При параллельном соединении конденсаторов, емкость которых С ₁, С ₂, С ₃ общая емкость будет выражаться формулой:

C=C ₁+ C ₂+ C ₃ (1.5)

а при последовательном соединении по формуле:

(1.6)

В работе требуется определить емкость каждого из двух конденсаторов и емкость при их последовательном и параллельном соединении. Для определения емкости конденсатора используется переменный ток. Законы изменения переменного тока и напряжения имеют вид:

I = I ₀×sin w t, U = U ₀×sin w t (1.7)

где: I и U - мгновенное значение тока и напряжения,

I ₀ и U ₀ - амплитудное (максимальное) значение тока и напряжения,

w - циклическая частота переменного тока.

Циклическая частота связана с частотой переменного тока соотношением

w =2 pn, n =50 Гц (1.8)

Амперметр и вольтметр, включенные в цепь переменного тока, показывают эффективное или действующее значение переменного тока и напряжения, которые связаны с амплитудными значениями I ₀ и U ₀ соотношением:

(1.9)

Эффективное значение переменного тока равно значению такого постоянного тока, которое выделяет в проводнике такое же количество теплоты, что и переменный ток за то же время.

Закон Ома для цепи переменного тока имеет вид:

(1.10)

где Z - полное сопротивление цепи переменного тока.

Если в цепь переменного тока включить конденсатор, то его сопротивление переменному току выражается формулой:

(1.11)

Из выражения (1.10) следует, что

(1.12)

Таким образом, измерив значение I _эф и U _эф цепи переменного тока с емкостью, можно определить емкость конденсатора, используя формулы (1.11), (1.12), (1.8). Из формул (1.12) и (1.11) следует, что

(1.13)

Так как w =2 pn, n =50 Гциз (1.8), то формула (1.13) имеет вид:

или в микрофарадах (1.14)