Kapasite

1. Bir Kondansatörü Şarj Etme

1. Kapasitans C = 470 μF (veya benzer bir değer), programlanabilir bir voltaj kaynağı ve bir ampermetre (veya akımı ölçebilen multimetre) olan ticari bir kondansatör edinin.
2. Voltaj kaynağı 0 V'a ayarlandığında, voltaj kaynağının "+" terminalini, amp-metre arada olacak şekilde kondansatörün bir terminaline bağlayın ve voltaj kaynağının "-" terminalini Şekil 1'deki gibi diğer terminale bağlayın. Bağlantı, kondansatör ve aletler üzerindeki alıcı portlara kelepçeli veya banana fişli kablolarla yapılabilir.
3. Voltaj kaynağını 0 V ile 1 V arasında (yaklaşık 1 s içinde) değiştirin ve ampermetredeki geçici akım okumasını gözlemleyin. Aynısını 2 V, 5 V ve 10 V için de yapın (her hedef voltaj için; bu, önce 0 V'a geri dönün, ardından yaklaşık 1 saniye içinde hedef voltaja geçin anlamına gelir). Denklem 2'den beklendiği gibi daha büyük bir hedef voltaj için geçici akımın daha büyük olduğunu unutmayın.
4. Voltaj kaynağını 5 saniyede 0 V ile 10 V arasında bir voltaj rampası oluşturacak şekilde programlayın ve rampanın ortasında ampermetrenin "kararlı durum" okumasını kaydedin. 10 sn, 20 sn ve 30 sn rampa süresi için tekrarlayın. Gözlemlenen akımı voltaj rampa hızına karşı çizin (V/s cinsinden).

2. Kapasitansın Ayarlanması

1. Voltaj kaynağını kapatın ve 300 V'luk bir pil ile değiştirin ve ampermetreyi 1 MΩ'luk bir dirençle değiştirin (bu direncin amacı, devredeki akımı sınırlamak için ekstra koruma sağlamaktır); Ayrıca ticari kondansatörü, plakalar arasında ayarlanabilir bir ayrıma sahip paralel plakalı bir kondansatör ile değiştirin.
2. Yüksek empedanslı bir voltmetre (veya "elektrometre") edinin ve iki plaka arasındaki voltaj farkını V ölçmek için bağlayın (yüksek empedans, elektrometre bağlandığında deney sırasında kapasitörün boşalmasını engeller). Bkz. Şekil 5.
3. 300 V aküyü paralel plakalı kondansatöre bağlayın, elektrometre 300 V'luk sabit duruma ulaşana kadar bekleyin (şimdi kondansatör 300 V kaynak tarafından tamamen şarj edilmiştir) ve ardından voltaj kaynağını plakalardan hızlı bir şekilde ayırın. Bkz. Şekil 6. Elektrometre yine de 300 V okumalıdır.
4. Şimdi plakalar arasındaki d mesafesini 15 mm, 10 mm ve 5 mm gibi daha büyük değerlere yükseltin ve elektrometrede (V) ilgili voltaj okumasını gözlemleyin ve kaydedin; arsa V ve d.
5. D'yi tekrar ~ 20 mm'ye yükseltin, iki plaka arasına plastik bir levha yerleştirin ve elektrometre tarafından okunan V'ye ne olduğunu gözlemleyin. Plakalar arasındaki V'nin azalması (bu durumda Q yükü sabitlenmiş), kondansatörün ortamı olarak plastiğin (havaya kıyasla) daha büyük dielektrik sabit ε kaynaklanır (bkz. Denklem 1 ve 3).

3. Paralel ve Seri Kapasitanslar

1. Bir kapasitans ölçer edinin (bir "LCR ölçer" veya kapasitans ölçüm modlu bir multimetre); Deneyin bu bölümündeki elektrik bağlantılarını kolaylaştırmak için bir devre tahtası edinin.
2. 1 μF kapasitanslı iki ticari "seramik" kapasitör edinin ve Şekil 2'de olduğu gibi kapasitanslarını doğrulamak için kapasitans ölçeri kullanın.
3. İki kondansatörü paralel olarak bağlayın ve toplam kapasitansı ölçmek için kapasitans ölçeri kullanın (A ve B noktaları arasında, bkz. Şekil 3).
4. İki kondansatörü seri olarak bağlayın ve toplam kapasitansı ölçmek için kapasitans ölçeri kullanın (A ve B noktaları arasında, bkz. Şekil 4).

Şekil 3: Paralel bağlanmış iki kondansatörü gösteren diyagram.

Şekil 4: Seri bağlanmış iki kondansatörü gösteren diyagram.

Şekil 5: Bir elektrometre ile voltajı okurken bir voltaj kaynağı kullanarak bir kondansatörün şarj edilmesini gösteren diyagram.

Şekil 6: Şekil 5'deki voltaj kaynağının bağlantısını hızlı bir şekilde kestikten sonra, kondansatör üzerindeki voltaj ve yük kalmalıdır.