Плоский конденсатор: ε₀ из C(1/d)
Воздушный конденсатор известной площади. Снимайте C при разных зазорах и найдите ε₀ из фита C от 1/d.
Цель работы
Определить ε₀ из C = ε₀ A / d (ε_r = 1). Наклон C от 1/d равен ε₀ A.
Оборудование
- Параллельные пластины (известная A)
- Микрометр зазора
- Измеритель ёмкости
- Воздух
Эксперимент
Теория
Идеальные пластины без краевого поля: C = ε₀ ε_r A / d. Зазор — воздух (ε_r = 1), A известна. Стенд прячет C, Q, U и ε₀. Меняете только d. Измеритель ёмкости даёт C после записи.
Ход работы
- Площадь пластин A и ε_r = 1 (воздух) зафиксированы и известны. Меняете только зазор d.
- Запишите. Измеритель ёмкости заносит C с малым шумом. Живых C, Q и ε₀ нет.
- Таблица переводит d в метры и C в фарады и считает 1/d. Повторите не менее чем для 6 зазоров примерно от 1,5 до 12 мм.
- Аппроксимируйте C от 1/d; ε₀ = наклон / A. Сравните с эталоном.
Вывод
Найденная ε₀ согласуется с электрической постоянной. Основные погрешности: шум измерителя и пренебрежение краевым полем.