Capacitancia

1. carga de un condensador

1. Obtener un condensador comercial con una capacitancia C = 470 μF (o algún valor similar), una fuente de voltaje programable y un amperímetro (o multímetro puede medir actual).
2. Con la fuente de tensión a 0 V, conecte el terminal "+" de la fuente de tensión a un terminal del condensador, con el amperímetro en el medio y conecte el terminal "−" de la fuente de voltaje a la terminal, como en la figura 1. La conexión puede realizarse con cables con pinzas o enchufes de plátano en recepción de puertos en el condensador e instrumentos.
3. Cambiar la fuente de tensión de 0 V a 1 V (de aproximadamente 1 s), y observar el transitorio actual de lectura en el amperímetro. Hacer lo mismo con 2 V, 5 V y 10 V (para cada voltaje objetivo; esto significa que primero ir a 0 V, luego cambiar a la tensión de destino en alrededor de 1 s). Tenga en cuenta que la corriente transitoria es más grande para una mayor tensión de objetivo, como se esperaba de ecuación 2.
4. Programa de la fuente de voltaje para generar una rampa de tensión de 0 V a 10 V en 5 s y grabar la lectura de "estado estacionario" de la metro del amperio durante la mitad de la rampa. Repita para un tiempo de rampa de 10 s, 20 s y 30 s. parcela la corriente observada versus la tasa de rampa de tensión (en V/s).

2. Ajuste de la capacitancia

1. Apague la fuente de voltaje y reemplazarla con una batería de V 300 y vuelva a colocar el amperímetro una resistencia MΩ 1 (el propósito de este resistor es proporcionar protección adicional para limitar la corriente en el circuito); también Reemplace el condensador comercial con un condensador de placas paralelas con una separación ajustable entre las placas.
2. Obtener un voltímetro de alta impedancia (o "Electrómetro") y conectarlo para medir la diferencia del voltaje V entre las dos placas (la impedancia alta impide la descarga del condensador durante el experimento cuando se conecta el electrómetro). Vea la figura 5.
3. Conectar la batería de V 300 para el condensador de placas paralelas, espere hasta que el electrómetro alcanza el estado estacionario de 300 V (ahora el condensador está cargado por la fuente V 300) y entonces desconectar rápidamente la fuente de tensión de las placas. Vea la figura 6. El electrómetro todavía deberá leer 300 V.
4. Ahora aumentar la distancia d entre las placas más grandes valores como 15 mm, 10 mm y 5 mm y observar y registrar el valor correspondiente en el electrómetro (V); representar V frente a d.
5. Aumentar de nuevo d a ~ 20 mm, inserte un bloque plástico entre las dos placas y observar qué pasa con V que leer por el electrómetro. La reducción de V entre los resultados de las placas (con carga Q fijada en este caso) desde el ε constante dieléctrica más grande de la plástica (frente a aire) como el medio del condensador (vea las ecuaciones 1 y 3).

3. paralelo y serie capacitancias

1. Obtener un capacímetro (un "medidor de LCR" o un multímetro con un modo de medición de capacitancia); obtener un protoboard para facilitar las conexiones eléctricas en esta parte del experimento.
2. Obtener dos condensadores de "cerámica" comerciales con una capacitancia de 1 μF y utilice el medidor de capacitancia para verificar su capacidad, como en la figura 2.
3. Conecte los dos condensadores en paralelo y use el medidor de capacitancia para medir la capacitancia total (entre los puntos A y B, ver figura 3).
4. Conecte los dos condensadores en serie y utilice el medidor de capacitancia para medir la capacitancia total (entre los puntos A y B, ver figura 4).

Figura 3: diagrama que muestra dos capacitores conectados en paralelo.

Figura 4: diagrama que muestra dos capacitores conectados en serie.

Figura 5: diagrama mostrando la carga de un condensador mediante una fuente de tensión, mientras que lee el voltaje con un Electrómetro.

Figura 6: después de desconectar rápidamente la fuente de tensión en la figura 5, el voltaje y la carga en el condensador deben permanecer.