Визначення ємності конденсатора із закону Ома для змінного струму

Визначаємо ємність конденсатора із закону Ома для змінного струму і кола з ємнісним опором.

джерело струму

конденсатор(на 10 мкФ)

з’єднувальні провідники

мультиметри(2 шт.)

Дослід можна провести й з одним блоком живлення, але для більшої наочності варто використати два — взявши додатковий блок з іншого набору.

● конденсатор чинить змінному струму доволі значний ємнісний опір, що зумовлений періодичним процесом зарядки/розрядки конденсатора;● закон Ома для змінного струму і для кола з ємнісним опором має вигляд:

де I — сила струму, U — напруга на контактах конденсатора та Z — ємнісний опір конденсатора (імпеданс);● ємнісний опір конденсатора залежить від його ємності та частоти струму:

де ω — циклічна частота, C — ємність конденсатора, V — частота струму;● таким чином, ємність конденсатора можна визначити з формули:

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.2. Складаємо електричне коло за схемою:

3. Знімаємо один з провідників з клеми джерела живлення, тим самим тимчасово розриваємо коло. Увімкнемо блок живлення та встановимо на ньому змінний струм з вихідною напругою 1 В та частотою 500 Гц. Також увімкнемо мультиметри та переведемо їх у режим вимірювання змінного струму.4. Замкнемо коло та звертаємо увагу на виміри мультиметрів: фіксуємо значення сили змінного струму у колі та напруги на контактах конденсатора.5. Не змінюючи вихідну напругу на джерелі живлення змінимо частоту змінного струму до 600 Гц, фіксуємо виміри мультиметрів.6. Знову змінюємо частоту струму до 800 Гц, а потім і 1000 Гц, фіксуємо виміри мультиметрів.7. Тепер зменшуємо частоту змінного струму на джерелі живлення до 500 Гц та міняємо вихідну напругу до 3 В. Знову фіксуємо значення сили змінного струму у колі та напруги на контактах конденсатора.8. Збільшуємо частоту змінного струму до 600, 800 і нарешті 1000 Гц, фіксуємо виміри мультиметрів.9. Розраховуємо ємність досліджуваного конденсатора для кожного випадку, а потім визначаємо середнє значення. Порівнюємо отримане середнє значення ємності конденсатора з відомим номінальним значенням 10 мкФ.