Pokus 17. Závislost kapacity kondenzátoru na jeho geometrických parmetrech

|
Pokus 17. Závislost kapacity kondenzátoru na jeho geometrických parmetrech
|
bet | 8/31 | Sana | 31.03.2020 | Hajmi | 6,32 Mb. | | #9399 |
Bu sahifa navigatsiya:
- Závěr
Pokus 17. Závislost kapacity kondenzátoru na jeho geometrických parmetrech.
Potřeby: deskový kondenzátor, elektroskop, indukční elektrika.
Postup 1: desky nabitého kondenzátoru spojíme s elektroskopem. Zvětšujeme – li vzdálenost desek, roste napětí U, aniž dodáváme na kondenzátor náboj (kapacita kondenzátoru klesá). Vrátíme – li desky do původní vzdálenosti, bude i výchylka elektroskopu původní.
Závěr: kapacita kondenzátoru klesá s rostoucí vdáleností desek
Postup 2: desku, která není spojena s elektroskopem, posouváme nahoru nebo dolů, doleva nebo doprava (při téže vzdálenosti od druhé desky – Obr.5.13.). Tím se mění velikost překrývající se společné plochy obou desek. Opět pozorujeme růst napětí mezi deskami a tedy dochází k poklesu kapacity kondenzátoru.
Závěr: Kapacita kondenzátoru je úměrná velikosti společné plochy S, překrývajících se desek (podstata ladícího kondenzátoru).
Pokus 18. Závislost kapacity kondenzátoru na dielektriku mezi jeho deskami.
Potřeby: deskový kondenzátor, elektroskop, indukční elektrika, desky o různé dielektrické konstantě (sklo, ebonit, slída, pertinax, PVC, papír, atd.). Desky z různých materiálů musí mít stejnou tloušťku a alespoň pro jeden materiál bychom měli mít k dispozici desky o různé tloušťce.
Postup: kondenzátor nabijeme a výchylku elektroskopu zapíšeme. Do prostoru mezi deskami kondenzátoru (Obr.5.12.) vkládáme desky stejné tloušťky z různých materiálů a zapisujeme výchylky elektrometru. Poté provedeme stejný pokus s deskami různé tloušťky ze stejného materiálu.
Závěr: kapacita kondenzátoru je přímo úměrná velikosti dielektrické konstanty a při stejné dielektrické konstantě je nepřímo úměrná tloušťce vrstvy dielektrika.
Pokus 19. Polarizace dielektrika a elektrostatická indukce.
Potřeby: model deskového kondenzátoru, elektroskop, indukční elektrika, vodiče, skleněná deska.
Postup1: silnou skleněnou desku osušíme (např. ji zahřejeme) a vsuneme ji mezi desky kondenzátoru, které k ní přitlačíme. Poté kondenzátor nabijeme a napětí, změřené elektroskopem zapíšeme. Vysuneme – li desku z prostoru kondenzátoru, vzroste na něm napětí (Pokus 18). Skleněnou desku položíme na izolační podložku a kondenzátor vybijeme. Poté vložíme skleněnou desku zpět do prostoru mezi deskami kondenzátoru, které k ní opět přitiskneme. Z výchylky elektroskopu zjistíme, že na kondenzátoru je opět napětí. Celý děj můžeme několikrát opakovat. V tomto případě je pole v dielektriku způsobeno a udržováno náboji, které přešly z desek kondenzátoru na oba povrchy dielektrické desky (nejedná se tedy o elektrostatickou indukci, jak by tomu bylo v případě, kdybychom skleněnou desku nahradili permanentním elektretem).
Závěr: sídlem energie elektrostatického pole je dielektrikum. Pole, které vzniklo na povrchu dielektrika se na něm udrží, neboť náboje se nemohou volně pohybovat a vyrovnávat.
Postup 2: Varianta pokusu, využívající tzv. Leydenské lahve. Tato rozkladná Leydenská láhev se skládá ze dvou kovových nádob, oddělených dielektrikem (Obr.5.14.). Složenou Leydenskou láhev nabijeme tak, že kuličkou, která je spojena s vnitřním polepem, se dotkneme některého pólu indukční elektriky (vnější polep držíme v ruce). Po nabití Leidenskou láhev rozložíme tak, že vyjmeme nejdříve vnitřní kovovou nádobku a položíme ji na stůl, takže se vybije. Poté vyjmeme skleněné dielektrikum a postavíme ho na izolovanou podložku. Vnější kovovou nádobku také postavíme na stůl (je již vybita – drželi jsme ji v ruce). Poté láhev opět sestavíme. Vyvíječem (rozdvojenou elektrickou lžičkou) se přesvědčíme, že mezi kovovými nádobkami přeskočí jiskra – láhev se vybila.
Závěr: stejný jako v případě 1.
Obr.5.14. Leydenská láhev
|
| |