Теоретический материал. Емкость плоского конденсатора рассчитывается по формуле C= ε ε 0 S d ,
где ε — диэлектрическая постоянная среды (для вакуума ε = 1, для воздуха ε = 1,00059 при нормальных условиях).
Поскольку расстояние между пластинами конденсатора намного меньше размеров пластин, то поле между этими пластинами однородно. Введение диэлектрика между обкладками конденсатора изменяет его емкость.
Диэлектрики — это вещества, не проводящие электрический ток. Если между обкладками плоского заряженного конденсатора ввести пластину из диэлектрика, то напряжение на конденсаторе при неизменном заряде уменьшится. Предположим, что напряжение на обкладках конденсатора до введения диэлектрика было U0, а после введения стало U. Расстояние d между обкладками конденсатора не изменилось. Поэтому можно записать: E0d = U0, Ed = U, где E0 — модуль напряженности электростатического поля в вакууме (практически в воздухе), Е — модуль напряженности электростатического поля в диэлектрике. Отношение U0 / U = E0 / E > 1. Это означает, что напряженность электростатического поля в диэлектрике Е меньше напряженности электростатического поля в вакууме E0, ε = E0 / E = U0 / U.
Физическую величину, показывающую, во сколько раз напряженность поля Е в диэлектрике меньше напряженности поля E0 в вакууме, называют диэлектрической проницаемостью вещества и обозначают буквой ε.
Диэлектрическая проницаемость зависит от структуры вещества и внешних условий.
В нашем эксперименте из формулы C= ε ε 0 S d определим ε= Cd ε 0 S . Из этой формулы видно, что для определения ε необходимо измерить емкость конденсатора, толщину диэлектрика и площадь одной из одинаковых пластин.
Цель работы: измерить емкость конденсатора и определить диэлектрическую проницаемость диэлектрика.
Приборы и материалы: мультиметр M890G, две одинаковые металлические пластины, диэлектрические пластины из оргстекла, пластика, текстолита и стекла (все они одинакового размера), штангенциркуль, для жидких диэлектриков — конденсатор (см. рис. 22).
Указания к работе:
1. С помощью линейки измерьте линейные размеры пластины конденсатора и определите ее площадь.
2. Штангенциркулем измерьте толщину пластины диэлектрика.
3. Сконструируйте конденсатор с этим диэлектриком и измерьте его емкость мультиметром M890G.
| 
