Фізика 11 (10). Лабораторна робота №1 «Визначення енергії зарядженого конденсатора та його ємності» Інструктаж БЖД

Тема: Визначення електроємності, заряду та енергії зарядженого конденсатора

Мета: експериментально визначити електроємність, заряд та енергію зарядженого конденсатора, дослідивши його будову та процес його заряджання і розряджання.

Обладнання: програма-симулятор

Теоретичні відомості

Електроємність С плоского конденсатора можна визначити за формулою: $C=\varepsilon\varepsilon_0\frac{S}{d}$де ε - діелектрична проникність діелектрика між пластинами,$\varepsilon_0=8,85\cdot10^{-12}$ Ф/м,

S - площа пластин,

d- відстань між пластинами.

Заряд q можна знайти за виразом: q=CU, де U - напруга на пластинах конденсатора. Енергію зарядженого до напруги U конденсатора, який має заряд q та електроємність С,

можна обчислити за формулами: $W_{p}=\frac{qU}{2}$, $W_{p}=\frac{q^2}{2С}$ або $W_{p}=\frac{СU^2}{2}$

У цій роботі за допомогою комп’ютерної симуляції PhET пропонується експериментально визначити електроємність, заряд та енергію зарядженого конденсатора.

1.Відкрийте симуляцію за посиланням

2.Змінюйте відстань між пластинами і їх площу і оцініть, як змінюється електроємність конденсатора

3.Заповніть таблицю для 3 значень відстані і площі. Обчисліть значення ємності (для повітря) і порівняйте ваше отримане значення з тим, яке є в вікні «Ємність»

4. На батареї пересуньте повзунок на значення напруги 1,5 В і переконайтеся за допомогою вольтметра, що напруга на конденсаторі 1,5 В (при від’єднанні від джерела). Обчисліть значення заряду і енергії та переконайтеся, що програма показує аналогічні значення.

Сформулюйте висновок, в якому зазначте, від чого залежить ємність конденсатора, заряд, який можна накопичити та енергія конденсатора.