Wydział EAIE	Imię i nazwisko 1. Alkatlabi Basem 2. Kiliański Zbigniew 3. Szulc Michał	Rok I	Grupa V	Zespół 3
Pracownia Fizyczna I	Temat: Przenikalność dielektryczne			Nr ćwicz 33
Data wykonania: 20.IV.1999r.	Data oddania	Zwrot do poprawy	Data zaliczenia:	Ocena:

Cel ćwiczenia

Pomiar pojemności kondensatorów powietrznych i z warstwą dielektryka w cela wyznaczenia przenikalności dielektrycznej próżni .

Wprowadzenie

Kondensator jest układem przewodników oddzielonych warstwą izolatora. Przez pojemność kondensatora C rozumiemy stosunek ładunku Q do napięcia między okładkami U.

Przy pomocy prawa Gaussa wyprowadza się wzór na pojemność kondensatora płaskiego:

;

gdzie:

S - powierzchnia okładki

d - odległość między okładkami

- przenikalność dielektryczna próżni

- względna przenikalność dielektryczna

Wyznaczenie przenikalności dielektrycznej próżni

Do wyznaczenia przenikalności dielektrycznej próżni użyto w doświadczeniu przybliżony model kondensatora próżniowego(bo jest to w rzeczywistości kondensator powietrzny). Okładkami kondensatora są kołowe płyty metalowe. Poprzez umieszczenie między płytami trzech izolujących stosów krążków zapewniamy określoną odległość między między płytami. Do pomiaru pojemności kondensatora zastosowano miernik cyfrowy.

Z uwzględnieniem poprawki na pojemność kondensatora złożonego z izolatorów wartość C wynosi:

wynosi:

Druga istotna poprawka wynika z istnienia tzw. pola. rozproszonego. Wzór jest w istocie wzorem przybliżonym. Jego wyprowadzenie przy użyciu prawa Gaussa opiera się na upraszczającym założeniu, na upraszczającym założeniu, że na upraszczającym założeniu, że pole E ma wartość stałą we wnętrzu stałą we wnętrzu kondensatora i raptownie znika poza jego krawędzią. Z samych praw elektrostatyki wynika, że poza brzegami kondensatora pole nie może raptownie znikać. Niejednorodne (o zakrzywionych liniach sił) pole elektryczne poza okładkami nosi nazwę pola rozproszonego. Powoduje ono dodatkowy wzrost pojemności kondensatora, w konsekwencji wartość wyliczona wprost z wzoru byłaby zawyżona.

W doświadczeniu zastosowano doświadczalny sposób eliminacji wpływu pola rozproszonego. Efektywna objętość pola rozproszonego jest rzędu gdyż pole to zajmuje z grubsza pas wysoki i szeroki na d wokół obwodu kołowych płyt kondensatora. Natomiast objętość pola jednorodnego wewnątrz kondensatora wynosi , czyli że maleje do zera w granicy .

Pomiar przenikalności względnej dielektryków

Wartość dielektryków stałych wyznaczyć można przez pomiar pojemności kondensatora płaskiego z okładkami oddzielonymi cienką płytą z badanego materiału. Korzystamy ze wzoru, poprawki na pole rozproszone nie będziemy uwzględniać.

Obok kondensatora przykładem obiektu o określonej próżni jest kabel koncentryczny. Można go potraktować jako kondensator cylindryczny, którego jedną okładką jest środkowy drut, drugą - miedziany oplot. Pojemność kondensatora cylindrycznego wyraża wzór:

Wyszukiwarka