电介质对电容的影响

【实验目的】

利用圆形的平行板电容器与一圆形电介质,演示电介质对电容的影响。

【实验器材】

可以在滑动轴上左右移动的平行板电容器,直径200mm厚度为5mm的环氧树脂板制成的属于玻璃类圆形电介质,高压电源,如图54-1所示。

图54-1

【实验原理】

当一个平行板电容器中间介质为空气时,设电容量为,如果在两极板之间插入一相对介电常数为的电介质,则电容量将增大倍,这是因为电介质插入电场中,由于电介质的极化,而产生束缚电荷,削弱了原来的电场强度,在电容器极板上电量不变的情形下,两极板间场强的削弱,会导致两极间电位差的下降,由公式可知,的减小,保持不变,则引起了的增大。

【实验操作与现象】

1.把直径200mm厚度2mm的两极板(铝板)放在有机玻璃支架上,当位置固定后,用固定螺丝拧紧。

2.将高压电源两极分别接在电容器的两极板上,再将电容器的两极板接在验电器上。

3.接通电源,使两极板带电,这时将看到验电器指针有一定偏转角,验电器指针偏转角的大小反映了电容器两极板间电位差的大小。

4.带上电后,关闭电源,取下电极。把用环氧树脂板做成的电介质,插入两极板之间。这时,验电器的偏转角将减小,这说明电容器极板的电位差减小了,由于电源已关掉,电容器极板与外界绝缘,极板上的电荷量保持不变,所以电位差的减小,则意味着电容的增大,即插入电介质起到了增大电容的作用。

【注意事项】

1.当极板带电后,即将电介质板插入,以免时间长电荷流失。

2.插入电介质时,请不要碰到极板。取下电极时注意放电。