Теоретический материал. При последовательном соединении все конденсаторы благодаря явлению электростатической индукции получают одинаковый заряд q. Наличие одинаковых зарядов у всех конденсаторов приводит к различным напряжениям у них на обкладках (в соответствии с емкостью каждого конденсатора). Это следует из формул (для трех конденсаторов):
U 1 = q C 1 , U 2 = q C 2 , U 3 = q C 3 .
Суммируя напряжения на отдельных конденсаторах, получают полное напряжение, подаваемое в цепь источником тока:
U= U 1 + U 2 + U 3 .
Напряжение источника можно выразить через емкость батареи или эквивалентную емкость: U = q / C.
Подставив значение напряжения в предыдущую формулу, получим:
q C = q C 1 + q C 2 + q C 3 ,
или после сокращения на q
1 C = 1 C 1 + 1 C 2 + 1 C 3 .
Величина, обратная емкости батареи последовательно соединенных конденсаторов, равна сумме таких же величин отдельных конденсаторов.
К последовательному соединению конденсаторов прибегают обычно в тех случаях, когда напряжение источника тока значительно выше рабочего напряжения конденсатора. Чтобы избежать пробоя конденсатора, несколько одинаковых конденсаторов соединяют последовательно и таким образом понижают напряжение на каждом из них. Число n последовательно включенных конденсаторов в зависимости от напряжения источника определяют по формуле n = U/Uр, где U — напряжение источника, Uр — рабочее напряжение одного конденсатора.
Цель работы: рассчитать и измерить емкость батареи конденсаторов, состоящей из двух и трех последовательно соединенных конденсаторов.
Приборы и материалы: мультиметр M890G, конденсаторы постоянной емкости из набора для сборки радиоприемника (см. рис. 15), соединительные провода.
Указания к работе:
1. С помощью переключателя переведите мультиметр M890G в режим работы измерителя емкости (фарадометра).
2. Снимите, измерьте и запишите номинальные емкости:
a) каждого конденсатора;
б) батареи из двух последовательно включенных конденсаторов;
в) батареи из трех последовательно включенных конденсаторов.
3. Начертите схемы последовательного соединения конденсаторов в батареи: для двух и для трех конденсаторов.
4. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу 4.
Таблица 4
Конденсаторы
и их батареи
Номинальная емкость конденсатора или расчетная емкость батареи конденсаторов C, нФ
Измеренная емкость конденсатора или батареи конденсаторов Cизм, нФ
1-й конденсатор
2-й конденсатор
3-й конденсатор
Батарея из двух
конденсаторов
Батарея из трех
конденсаторов
Примечание. При выполнении измерений емкости конденсаторов мультиметр M890G переводят в режим «измеритель емкости — фарадометр».
| 
