קיבוליות

1. טעינת קבל

1. השג קבל מסחרי עם קיבוליות C = 470 μF (או ערך דומה כלשהו), מקור מתח ניתן לתכנות ומגבר (או רב-מטר שיכול למדוד זרם).
2. כאשר מקור המתח מוגדר ל- 0 V, חבר את מסוף "+" של מקור המתח למסוף אחד של הקבל, עם המגבר שביניהם, וחבר את מסוף "−" של מקור המתח למסוף השני, כמו באיור 1. החיבור יכול להיעשות עם כבלים עם מלחציים או תקעים בננה לתוך מקבל יציאות על הקבל ומכשירים.
3. החלף את מקור המתח מ- V 0 ל- 1 V (בערך 1 s), והתבונן בקריאה הנוכחית החולפת על מד המגבר. עשה את אותו הדבר עבור 2 V, 5 V ו- 10 V (עבור כל מתח יעד; משמעות הדבר היא תחילה לחזור ל- 0 V, ולאחר מכן לעבור למתח היעד בערך 1 s). שים לב שהזרם הארעי גדול יותר עבור מתח יעד גדול יותר, כצפוי ממשוואה 2.
4. תכנת את מקור המתח כדי ליצור רמפה מתח מ- 0 V ל- 10 V ב- 5 s, ותיעד את הקריאה "מצב יציב" של המגבר באמצע הרמפה. חזור על הפעולה לזמן רמפה של 10, 20 s ו- 30 s. התווה את הזרם הנצפה לעומת קצב הרמפה מתח (ב- V / s).

2. כוונון הקיבלות

1. כבה את מקור המתח והחלף אותו בסוללת V 300, והחלף את המגבר בנגד 1 MΩ (מטרת הנגד הזה היא לספק הגנה נוספת כדי להגביל את הזרם במעגל); גם להחליף את הקבל המסחרי עם קבל צלחת מקבילה עם הפרדה מתכווננת בין הלוחות.
2. להשיג voltmetmeter עקשה גבוהה (או "אלקטרומטר") ולחבר אותו כדי למדוד את הפרש המתח V בין שתי הלוחות (העכבה הגבוהה מעכבת את פריקה של הקבל במהלך הניסוי כאשר האלקטרומטר מחובר). ראו איור 5.
3. חבר את סוללת 300 V לקבל הלוח המקביל, המתן עד שהאלקטרומטר יגיע למצב היציב של 300 וולט (כעת הקבל נטען במלואו על ידי מקור ה- 300 V), ולאחר מכן נתק במהירות את מקור המתח מהלוחות. ראו איור 6. האלקטרומטר עדיין צריך לקרוא 300 V.
4. כעת הגדל את המרחק d בין הלוחות לערכים גדולים יותר כגון 15 מ"מ, 10 מ"מ ו- 5 מ"מ, והתבונן ותיעד את קריאת המתח המתאימה על האלקטרומטר (V); עלילה V לעומת d.
5. הגדל d בחזרה ~ 20 מ"מ, הכנס לוח פלסטיק בין שתי הצלחות ובחן מה קורה V לקרוא על ידי אלקטרומטר. ההפחתה של V בין הצלחות (עם מטען Q קבוע במקרה זה) נובעת מהתקבוע הדיאלקטרי הגדול יותר ε של הפלסטיק (בהשוואה לאוויר) כאמצעי הקבל (עיין במשוואות 1 ו -3).

3. קיבוליות מקבילות וסדרות

1. להשיג מד קיבוליות ("מד LCR" או מרובה מטר עם מצב מדידת קיבוליות); להשיג לוח לחם כדי להקל על החיבורים החשמליים בחלק זה של הניסוי.
2. השג שני קבלי "קרמיקה" מסחריים עם קיבוליות של 1 μF, והשתמש במד הקיבול כדי לאמת את קיבוליותם, כמו באיור 2.
3. חברו את שני הקבלים במקביל והשתמשו במד הקיבליות כדי למדוד את הקיבלות הכוללת (בין נקודות A ו- B, ראו איור 3).
4. חברו את שני הקבלים בסדרה והשתמשו במד הקיבולים כדי למדוד את הקיבלות הכוללת (בין נקודות A ו- B, ראו איור 4).

איור 3: דיאגרמה המציגה שני קבלים המחוברים במקביל.

איור 4: דיאגרמה המציגה שני קבלים המחוברים בסדרה.

איור 5: תרשים המציג את הטעינה של קבל באמצעות מקור מתח, תוך קריאת המתח באמצעות אלקטרומטר.

איור 6: לאחר ניתוק מהיר של מקור המתח באיור 5, המתח והמטען על הקבל צריכים להישאר.