Теория метода и схема установки

В настоящей работе в основу измерения ёмкости положено соотношение между зарядом конденсатора , его ёмкостью и разностью потенциалов на конденсаторе : . Измерение заряда конденсатора производится с помощью баллистического гальванометра. Этот метод является одним из важнейших приёмов электрических, в особенности магнитных, измерений, к которым он был впервые применен профессором А.Г. Столетовым.

Баллистический гальванометр отличается от обычного гальванометра магнитоэлектрической системы тем, что его подвижная часть делается более массивной.

Так как время протекания заряда через рамку гальванометра значительно меньше периода её собственных колебаний, то количество электричества , прошедшее через гальванометр, пропорционально максимальному отклонению указателя гальванометра, соединенного с его подвижной частью:

,

где – отклонение указателя гальванометра от положения равновесия,

– баллистическая постоянная, численно равная заряду, вызывающему отклонение указателя гальванометра на одно деление шкалы.

Следовательно, для определения заряда с помощью баллистического гальванометра нужно вначале определить его баллистическую постоянную . Для определения используется эталонный конденсатор с известной емкостью . С этой целью его заряжают до некоторого напряжения , а затем разряжают через гальванометр, измеряя таким образом сосредоточенный на обкладках конденсатора заряд:

_о.

С другой стороны, заряд равен , тогда

. (8.13)

Таким же способом измеряют заряд на конденсаторе неизвестной ёмкости при разности потенциалов на его обкладках :

,

откуда

, (8.14)

где – максимальное число делений, на которое отклоняется указатель прибора,

– разность потенциалов на обкладках конденсатора неизвестной емкости .

Подставив в формулу 8.14 значение баллистической постоянной гальванометра из формулы 8.13, получим окончательную формулу для определения ёмкости:

. (8.15)

Схема установки для измерения емкости изображена на рисунке 8.3.

– источник тока, R – потенциометр, V – вольтметр, К – двухполюсный переключатель, К₁ – ключ; С – конденсатор, Г – гальванометр.

Рисунок 8.3 – Электрическая схема установки