Condensateur plan : ε₀ d’après C(1/d)
Condensateur plan à air, aire connue. Relevez C pour plusieurs écartements et déterminez ε₀ par l’ajustement linéaire de C en fonction de 1/d.
Objectif
Déterminer ε₀ à partir de C = ε₀ A / d (ε_r = 1). La pente de C en fonction de 1/d vaut ε₀ A.
Matériel
- Condensateur plan (A connue)
- Micromètre d’écartement
- Capacimètre
- Air
Expérience
Théorie
Plaques idéales, sans effets de bord : C = ε₀ ε_r A / d. Le diélectrique est l’air (ε_r = 1), A est connue. Le banc cache C, Q, U et ε₀. Ne faites varier que d. Le capacimètre donne C après l’enregistrement.
Mode opératoire
- L’aire des plaques A et ε_r = 1 (air) sont fixées et connues. Réglez uniquement l’écartement d.
- Relevez C : le capacimètre l’enregistre avec un léger bruit. Il n’y a ni C, ni Q, ni ε₀ en direct.
- Le tableau convertit d en mètres et C en farads, puis calcule 1/d. Recommencez pour au moins 6 écartements, environ de 1,5 mm à 12 mm.
- Ajustez C en fonction de 1/d ; ε₀ = pente / A. Comparez à la valeur de référence.
Conclusion
La ε₀ trouvée s’accorde avec la permittivité du vide. Principales incertitudes : bruit du capacimètre et négligence des effets de bord.