49711

a) Cel ćwiczeni (u

Celem ćwiczenia jest przeprowadzenie pomiaru ładunku i wyznaczenie pojemności elektrycznej kondensatora

Pojemnością elektryczną przewodnika nazywa się wielkość fizyczną, której miarą jest stosunek wprowadzonego ładunku elektrycznego Q do potencjału V,jaki ten ładunek wywoła:

c

Q

v

O)

Pojemność jednostkową będzie miał taki przewodnik, który po wprowadzeniu ładunku 1 kulomba uzyska potencjał 1 wolta.

Jednostka ta nosi nazwę farada [F]

Pojemność przew^rodnika należy od ciał otaczającycłi dany przew^rodnik. Dlatego nie można mówić o określaniu pojemności pojedynczego przewodnika, tylko o pojemności układu przewodników' znajdujących się w stałej odległości od siebie. Takie układu nazywa się kondensatorami. Przewodniki tworzące układ to okładki kondensatora. W zależności od kształtu okładek można wyróżnić kondensatory płaskie, cylindryczne i kuliste.

Dla każdego kondensatora pojemność można określić jako stosunek ładunku do napięcia panującego pomiędzy jego okładkami

C =

Q

U

(2)

Jeśli kondensator o pojemności C i opór R połączymy szeregowa ze źródłem prądu stałego, to w obw^rodzie w trakcie ładowania płynący prąd maleje z czasem i zmienia się zgodnie z równaniem:

(3)

Napięcie na okładkach kondensatora w czasie ładowania w'zrasta zgodnie z równaniem:

(4)

U= U₀

Wielkość RC mająca wymiar czasu nosi nazwę stałej czasowej.

Jeżeli obie okładziny kondensatora naładowanego do napięcia U₀ zewrzemy oporem R, w'ów^rczas popłynie prąd wyładowania określony w^rzorem:

(5)

1= I₀exi

Ilość ładunku, jaka przepłynie w obwodzie elektrycznym, określona jest jako iloczyn natężenia prądu I oraz czasu jego przepływu t:

Wzór ten jest słuszny dla obw^rodu, w którym natężenie prądu jest stałe. Jeżeli natężenie prądu zmiema się, to ładunek elektryczny, jaki płynie od chwili 0 do drwili t, wyznacza się z zależności:

2