O‘lchash natijalarini ishlab chiqish

9 – laboratoriya ishi

Uitston ko‘prigi yordamida noma’lum kondensatorning sig‘imini aniqlash

Ishning maqsadi: Kondensatorlar va ularni xarakterlovchi kattaliklar bilan tanishish. Kondensatorlar sig‘imini Uitston ko‘prigi yordamida aniqlash.
Kerakli asboblar: reoxord, telefon yoki ossillograf, sig‘imlar magazini, noma’lum sig‘imli ikkita kondensator, kalit, o‘zgaruvchan tok manbai.


NAZARIY QISM
Boshqa o‘tkazgich va zaryadlardan cheksiz uzoqda joylashgan, ya’ni yakkalangan bir o‘tkazgichni tekshiraylik. Agar shu o‘tkazgichga q zaryad berilsa, unda qiymati shu zaryad miqdoriga proporsional bo‘lgan potensial yuzaga keladi.
Tajribalarning ko‘rsatishicha, turli o‘lchamga va turli shakllarga ega bo‘lgan o‘tkazgichlar bir xil miqdordagi elektr zaryad bilan zaryadlansada, ularning potensiali turlicha bo‘lar ekan.
O‘tkazgichga berilgan zaryad bilan shu o‘tkazgichda yuzaga keladigan potensial orasidagi bog‘lanishning chiziqli xususiyatga ega ekanini e’tiborga olib, qo‘yidagi ifodani yozish mumkin:
q=C (9.1)
Bu yerda S – proporsionallik koeffitsienti bo‘lib, uni shu o‘tkazgichning elektr sig‘imi deyiladi.
(9.1) ifodani
C=q/ (9.2)
ko‘rinishda yozish mumkin.
Bu ifodaga ko‘ra, berilgan o‘tkazgichning elektr sig‘imi deb, shu o‘tkazgich potensialini bir birlikka orttirish uchun lozim bo‘lgan zaryad miqdoriga teng bo‘lgan kattalikka aytiladi. Xalqaro birliklar sistemasi (XBS) da elektr sig‘imining birligi qilib Farad (F) olingan. Yakkalangan o‘tkazgichga 1 C zaryad berilganda uning potensiali 1 V ga ortsa, shu o‘tkazgichning elektr sig‘imi 1 Faradga teng bo‘ladi, ya’ni:
1 F=1 C/1 V
Miqdoran 1 F ga teng sig‘im nihoyatda kattadir. SHu sababli amalda faradning juda kichik ulushlari: 1 F=10^–6 F (mikrofarad), 1 nF=10^–9 F (nanofarad), 1 pF=10^–12 F (pikofarad) qo‘llaniladi.
Amaliy ishlarda o‘lchami kichik bo‘lsa ham, ko‘proq zaryadni o‘zida to‘play oladigan, ya’ni katta sig‘imga ega bo‘la oladigan o‘tkazgichlar sistemasidan foydalanishga to‘g‘ri keladi. Bunday o‘tkazgichlar sistemasi kondensator deb ataladi. Bir-biridan dielektrik muhit bilan ajratilgan sirt yuzalari teng ikkita va undan ortiq yassi plastinkalardan iborat sistemaga yassi kondensatorlar deyiladi.
Tajribalardan ma’lumki, ikki plastinkadan iborat yassi kondensa­torning elektr sig‘imi har bir plastinkadagi zaryadning shu plastinkalar orasidagi potensiallar ayirmasi (kuchlanish) nisbatiga tengdir:
C=q/(₁–₂) (9.3)
Plastinkalarni odatda qoplama deb ataladi. Shuning uchun, sig‘im uchun quyidagicha ta’rif berish mumkin: kondensatorning elektr sig‘imi uning qoplamalari orasidagi potensiallar ayirmasini bir birlikka orttirish uchun zarur bo‘lgan zaryad miqdori bilan o‘lchanuvchi kattalikdir.
Q oplamalar orasidagi masofa d qoplamalar yuzi S va qoplamalar orasiga kiritilgan moddaning dielektrik singdiruvchanligi  bo‘lgan yassi kondensatorning elektr sig‘imi yuqoridagi kattaliklar orqali qanday ifodalanishini ko‘rib chiqaylik (9.1-rasm).
Qoplamalar orasidagi bir jinsli maydon kuchlanganligi E ayni shu oraliqda mavjud bo‘lgan potensiallar ayirmasi ₁–₂ bilan qo‘yidagicha bog‘langan:
₁–₂=U=Ed (9.4)
O‘z navbatida q zaryad bilan zaryadlangan ikki plastinka (qoplama) orasidagi maydon kuchlanganligi:
E=/(_o)=q/(_oS) (9.5)
ko‘rinishda bo‘ladi. Bu yerda  – qoplamadagi zaryadning sirt zichligi. (9.4) ifodadagi maydon kuchlanganligi o‘rniga (9.5) ni qo‘ysak, potensiallar ayirmasi uchun qo‘yidagi tenglikni olamiz:
₁–₂=qd/(_oS). (9.6)
Bu ifodani (9.3) tenglik bilan taqqoslasak, izlayotgan yassi kondensator sig‘imi qo‘yidagi formula bilan ifodalanishini topish mumkin: