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Kapazität

Überblick

Quelle: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomie, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN

Dieses Experiment wird kommerzielle Kondensatoren und einem parallelen Platten Kondensator verwenden, um das Konzept der Kapazität zu demonstrieren. Ein Kondensator speichert gegenüber Gebühren auf zwei Leitern, zum Beispiel zwei gegenüberliegenden Metallplatten, führt zu einer Potenzialdifferenz (Spannungsabfall) zwischen den zwei Leitern. Die Höhe der Gebühr auf jeder Dirigent ist proportional zu dieser Spannungsabfall, mit der Kapazität als der Proportionalitätsfaktor. Wenn die Spannung mit der Zeit verändert, der in den Kondensator fließende Strom proportional zur dieses Wandels werden, und wieder ist die Kapazität der Proportionalitätsfaktor.

Die Kapazität des Kondensators parallelen Platten ist das Produkt von der Dielektrizitätskonstante mit dem Abstand zwischen den Platten geteilt durch die Fläche der Platte. Dieses Experiment wird die Verhältnismäßigkeit mit Abstand demonstrieren, indem zuerst einige Ladung auf dem Kondensator einzahlen und dann mit einem hochohmigen Voltmeter (Elektrometer), um die Spannung zwischen den Platten zu überwachen, da der Abstand erhöht wird. Die Spannungsänderung wird ebenfalls mit einem dielektrischen Material, wie z. B. eine Kunststoffplatte in den Raum zwischen den Metallplatten eingefügt überwacht werden.

Ein Meter Kapazität wird direkt die Kapazität messen sowie zu messen parallel und Serienschaltungen von handelsüblichen Kondensatoren und zu studieren, wie die gesamte Kapazität ist verwandt mit individuellen Kapazitäten verwendet werden.

Verfahren

1. Aufladen eines Kondensators

  1. Erhalten Sie einen kommerziellen Kondensator mit der Kapazität C = 470 µF (oder einen ähnlichen Wert), eine programmierbare Spannungsquelle und einen Amp-Meter (oder Multimeter, die aktuellen messen können).
  2. Mit der Spannungsquelle auf 0 V, schließen Sie die Klemme "+" die Spannungsquelle ein Anschluss des Kondensators mit dem Amp-Meter dazwischen, und "−" Terminal von der Spannungsquelle zum anderen Terminal, wie in Abbildung 1zu verbinde

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Ergebnisse

Für einen Kondensator ein Grundstück des Stromes I versus Rampe Geschwindigkeit ΔV/Δt ist linear, wie in Abbildung 7dargestellt. Da der Strom die Rate der Veränderung der Ladung Q auf einer Leiter terminal ist, spiegelt dies auch die lineare Beziehung zwischen der Ladung Q und V Spannung für einen Kondensator (Gleichung 1). Die Steigung der geraden ist gleich der Kapazität des Kondensators (Gleichung 2).

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Anwendung und Zusammenfassung

In diesem Experiment, das Aufladen eines Kondensators zeigte, wo der Strom ist das Produkt der Kapazität und der Änderungsrate der Spannung. Indem man beobachtet, wie die Spannung da eine feste Gebühr variiert, haben wir gezeigt, wie die Kapazität eines Kondensators parallelen Platten mit der Trennung und mit dem Medium zwischen den Platten variiert.

Das Kapazität-Messgerät kann auch verwendet werden, um die Kapazität direkt zu messen und bestimmen die gesamte Kapazität für Kondensato...

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Tags
CapacitanceCapacitorVoltageChargesConductive TerminalsInsulating MaterialParallel Plate CapacitorCurrentElectronsFaradsCharge StoragePower SourceNetwork ConfigurationCharging CurrentPhysical FactorsMagnitude Of VoltageVoltage FluctuationCurrent Flow

pringen zu...

0:06

Overview

1:03

Principles of Capacitance

3:11

Charging the Capacitor

4:47

Tuning the capacitance

5:56

Data Analysis and Results

7:12

Applications

8:30

Summary

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