السعه

1. شحن مكثف

1. احصل على مكثف تجاري بسعة C = 470 μF (أو بعض القيمة المماثلة) ، ومصدر جهد قابل للبرمجة ، ومقياس أمبير (أو مقياس متعدد يمكنه قياس التيار).
2. مع ضبط مصدر الجهد على 0 فولت ، قم بتوصيل الطرف "+" لمصدر الجهد بطرف واحد من المكثف ، مع وجود مقياس الأمبير بينهما ، وقم بتوصيل الطرف "-" لمصدر الجهد بالطرف الآخر ، كما هو الحال في <الفئة القوية = "xfig">الشكل 1. يمكن إجراء الاتصال باستخدام الكابلات ذات المشابك أو سدادات الموز في منافذ الاستقبال على المكثف والأدوات.
3. قم بتبديل مصدر الجهد من 0 فولت إلى 1 فولت (في حوالي 1 ثانية) ، ولاحظ قراءة التيار العابر على مقياس الأمبير. افعل الشيء نفسه مع 2 فولت و 5 فولت و 10 فولت (لكل جهد مستهدف ؛ هذا يعني أن الرجوع أولا إلى 0 فولت ، ثم قم بالتبديل إلى الجهد المستهدف في حوالي 1 ثانية). لاحظ أن التيار العابر أكبر لجهد مستهدف أكبر ، كما هو متوقع من المعادلة 2.
4. قم ببرمجة مصدر الجهد لتوليد منحدر جهد من 0 فولت إلى 10 فولت في 5 ثوان ، وسجل قراءة "الحالة المستقرة" لمقياس الأمبير أثناء منتصف المنحدر. كرر ذلك لمدة منحدر يبلغ 10 ثانية و 20 ثانية و 30 ثانية. ارسم التيار المرصود مقابل معدل منحدر الجهد (بفولت / ثانية).

< p class = "jove_title" >2. ضبط السعة

1. قم بإيقاف تشغيل مصدر الجهد واستبدله ببطارية 300 فولت ، واستبدل مقياس الأمبير بمقاوم 1 MΩ (الغرض من هذا المقاوم هو توفير حماية إضافية للحد من التيار في الدائرة) ؛ استبدل أيضا المكثف التجاري بمكثف لوحة متوازي مع فصل قابل للتعديل بين الألواح.
2. احصل على الفولتميتر عالي المقاومة (أو "المقياس الكهربائي") وقم بتوصيله لقياس فرق الجهد V بين اللوحتين (تعيق المعاوقة العالية تفريغ المكثف أثناء التجربة عند توصيل المقياس الكهربائي). انظر <الفئة القوية = "xfig">الشكل 5.
3. قم بتوصيل بطارية 300 فولت بمكثف اللوحة المتوازية ، وانتظر حتى يصل المقياس الكهربائي إلى الحالة المستقرة البالغة 300 فولت (الآن يتم شحن المكثف بالكامل بواسطة مصدر 300 فولت) ، ثم افصل مصدر الجهد بسرعة عن الألواح. انظر <الفئة القوية = "xfig">الشكل 6. يجب أن يظل المقياس الكهربائي يقرأ 300 فولت.
4. الآن قم بزيادة المسافة d بين الألواح إلى قيم أكبر مثل 15 مم و 10 مم و 5 مم ، ولاحظ وسجل قراءة الجهد المقابلة على المقياس الكهربائي (V) ؛ مخطط V مقابل d.
5. قم بزيادة d مرة أخرى إلى ~ 20 مم ، وأدخل لوحا بلاستيكيا بين اللوحين ولاحظ ما يحدث ل V الذي يقرأه المقياس الكهربائي. ينتج تقليل V بين الألواح (مع تثبيت الشحنة Q في هذه الحالة) عن ثابت العزل الأكبر ε للبلاستيك (مقارنة بالهواء) كوسيط للمكثف (راجع المعادلتين 1 و 3).

3. السعات المتوازية والمتسلسلة

1. احصل على مقياس سعة ("مقياس LCR" أو مقياس متعدد مع وضع قياس السعة) ؛ احصل على لوح تجارب لتسهيل التوصيلات الكهربائية في هذا الجزء من التجربة.
2. احصل على مكثفين تجاريين "سيراميك" بسعة 1 ميكروفهرنهايت ، واستخدم مقياس السعة للتحقق من سعتهما ، كما في <فئة قوية = "xfig">الشكل 2.
3. قم بتوصيل المكثفين بالتوازي ، واستخدم مقياس السعة لقياس السعة الإجمالية (بين النقطتين A و B ، انظر <فئة قوية = "xfig" >الشكل 3).
4. قم بتوصيل المكثفين في سلسلة ، واستخدم مقياس السعة لقياس السعة الإجمالية (بين النقطتين A و B ، انظر <فئة قوية = "xfig" >الشكل 4).

<فئة قوية = "xfig">الشكل 3: رسم تخطيطي يوضح مكثفين متصلين بالتوازي.

<فئة قوية = "xfig">الشكل 4: رسم تخطيطي يوضح مكثفين متصلين في سلسلة.

<فئة قوية = "xfig">الشكل 5: رسم تخطيطي يوضح شحن مكثف باستخدام مصدر جهد ، أثناء قراءة الجهد باستخدام مقياس كهربائي.

<فئة قوية = "xfig">الشكل 6: بعد فصل مصدر الجهد بسرعة في <فئة قوية = "xfig">الشكل 5 ، يجب أن يظل الجهد والشحن على المكثف.