Plattenkondensator: ε₀ aus C(1/d)
Luftgefüllter Plattenkondensator bekannter Fläche. Messen Sie C bei verschiedenen Plattenabständen und bestimmen Sie ε₀ aus der Ausgleichsgeraden C gegen 1/d.
Ziel des Versuchs
ε₀ aus C = ε₀ A / d (ε_r = 1) bestimmen. Die Steigung von C gegen 1/d ist gleich ε₀ A.
Geräte
- Plattenkondensator (bekannte A)
- Mikrometer für den Plattenabstand
- Kapazitätsmesser
- Luft
Versuch
Theorie
Ideale Platten ohne Randfeld: C = ε₀ ε_r A / d. Der Spalt ist Luft (ε_r = 1), A ist bekannt. Der Aufbau blendet C, Q, U und ε₀ aus. Ändern Sie nur d. Der Kapazitätsmesser liefert C nach dem Speichern.
Durchführung
- Plattenfläche A und ε_r = 1 (Luft) sind fest und bekannt. Ändern Sie nur den Plattenabstand d.
- Speichern Sie. Der Kapazitätsmesser trägt C mit kleinem Rauschen ein. Es gibt keine laufende Anzeige von C, Q oder ε₀.
- Die Tabelle rechnet d in Meter und C in Farad um und berechnet 1/d. Wiederholen Sie das für mindestens 6 Abstände etwa von 1,5 mm bis 12 mm.
- Bestimmen Sie die lineare Ausgleichsgerade C gegen 1/d; ε₀ = Steigung / A. Vergleichen Sie mit dem Referenzwert.
Schlussfolgerung
Die bestimmte ε₀ stimmt mit der elektrischen Feldkonstante überein. Wesentliche Unsicherheiten: Rauschen des Kapazitätsmessers und die Vernachlässigung des Randfelds.