你知道如何求电容器的电容量吗?

使用1F电容量的电容器比较简单。所需时间10分钟。

实验内容

让学生观察经过一定时间的电容器充电和放电时的电流有何变化。并进行测定,来求出电容器的电容量。

所需材料

电池,电容器1个(电容量1F),电阻(60Ω),直流电流计(50mA),直流电压计(3V),开关。

注意事项

1.1F的电容器容量很大,使用普通的电压计可将所受到的影响限定在最小的范围,所以,这个实验是很简单的。但是,要尽可能在短时间内测量电压,这样才能获得最佳的结果。

2.开始充电前,要通过电压计确认电容器没有电(端子之间无电位差),将端子与端子之间连接起来1分钟左右进行放电(如图1所示)。

电容器放电
图1

实验方法和要点

1.如图2制作回路。连接开关S和A,调查充电电流It之间的关系(将结果填入下述表格)。过5分钟后,立即切断S和A。

充电
图2
表1 充电:充电结束时的电压 U=______V
时间t(s) 0 10 20 30 40 50 260 270 280 290 300
电流I(mA)                      

※要重新做实验时,需从注意事项2开始。

2.测量C的端子电压(充电电压)U(V)。

3.然后,如图3所示连接S和B,释放在C处所充的电,调查放电电流和时间t之间的关系(将结果填入表2)。过5分钟后立即切断S和B。

放电
图3

4.测量放电后的C的端子电压Uʹ(V)

表2 放电:放电结束时的电压Uʹ=______V
时间t(s) 0 10 20 30 40 50 260 270 280 290 300
电流I(mA)                      

5.利用坐标纸将表1、表2的测定值制作成图表(图4)。

图线
图4

6.我们把电流I(A)流经的时间设为t(s),其间流经的电量为Q(C),则有QIt的关系。在刚刚做得的曲线上,用纵轴(电流)、横轴(时间)围起来的部分的面积,就是充电或者放电的电量。求出这个面积,即可求得充电电量Q,放电电量Qʹ(表3)。

表3 电容器的电容量
  电量(C) 电容量(F) 电容量的平均值(F)
充电时 Q C  
放电时 Qʹ= Cʹ=  

7.用下述公式求出电容器的电容量(记入表3)。

(1)充电时CQ/U

(2)放电时Cʹ=Qʹ/(UUʹ)

延伸

电容器的电容量经常与表示的数值有不符之处。可根据下述公式,看看到底是哪一个有偏差。

电容量的误差(%)=\(\frac{测定值-表示值}{测定值}\)×100%

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发布时间:2014/4/29 下午9:52:40  阅读次数:7283

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