14380

Определение емкостей конденсаторов и ЭДС гальванических элементов при помощи гальванометра

Лабораторная работа

Физика

Определение емкостей конденсаторов и ЭДС гальванических элементов при помощи гальванометра Лабораторная работа №33 1. Цели и задачи: необходимо проградуировать баллистический гальванометр и определить емкости конденсаторов а также ёмкостей конденсаторов ...

Русский

2013-06-04

228.5 KB

19 чел.

«Определение емкостей конденсаторов и ЭДС гальванических

элементов при помощи гальванометра»

Лабораторная работа №33

1. Цели и задачи: необходимо проградуировать баллистический гальванометр и определить емкости конденсаторов, а также ёмкостей конденсаторов

2. Приборы и материалы: баллистический гальванометр (Т=1,7 с), магазин емкости (класс 0,5; диапазон: 0,001-1 мкФ), 2 электрических конденсатора, переключатель, нормальный элемент Вестона (Е0=1,0183 В).

3. Используемые формулы

Значения неизвестных емкостей находятся по формуле

, где  равно коэффициенту угла наклона графика (tgφ).

При параллельном соединении конденсаторов  Cобщ = С1 + С2 + C3 + … + Сn.

При последовательном

Значение tgφ рассчитывается по методу наименьших квадратов для алгоритма :

;        ;        ;         ,

Доверительные границы ΔC, пренебрегая погрешностью E0, находятся по формуле:

4. Рабочая схема:

5. Порядок выполнения работы

Градуировка гальванометра

  1.  Собираем электрическую схему, изображенную на схеме. В качестве конденсатора C включаем в схему магазин емкости C0, а в качестве источника ЭДС – элемент Вестона E0.
  2.  Установливаем на магазине емкости C0 значение емкости 0,1 мкФ.
  3.  Ключом К1 замыкаем конденсатор C0 на нормальный элемент E0, при этом конденсатор емкостью C0 зарядится до напряжения, равного E0.
  4.  С помощью ключа К1 быстро переключаем конденсатор C0 на гальванометр Г, при этом конденсатор начнет разряжаться через гальванометр, т.е. через него потечет заряд Q = С0E0. Так как гальванометр в нормальном состоянии все время закорочен кнопкой К2, то для получения отброса непосредственно во время переключения ключа К1 нажимаем кнопку К2. Отпускаем ее сразу после прохождения начального положения.
  5.  Записываем максимальный отброс lm, наблюдаемый на шкале гальванометра.
  6.  Градуируем гальванометр, последовательно повторяя пункты 2-5 для различных значений емкости C0 ( через 0,1 мкФ).

Измерение емкостей конденсаторов

  1.  В схему в качестве конденсатора C включаем конденсатор C1 с неизвестной емкостью.
  2.  По аналогии с предыдущими измерениями производим измерения максимального отброса lm для данного случая 5 раз.
  3.  Аналогичным образом измеряем емкость конденсатора C2.
  4.  Аналогичным образом определяем Cобщ при параллельном и последовательном соединениях C1 и C2.

6. Экспериментальные данные

1. Градуировка гальванометра:

С, мкФ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

lм, мм

9

18

26

35

45

54

64

71

82

89

2. Измерение емкостей конденсаторов с неизвестной ε

С1

lм, мм

20

22

22

21

21

С2

lм, мм

45

46

46

47

46

3. Измерение емкостей систем конденсаторов

Паралл.

lм, мм

66

66

66

65

66

Посл.

lм, мм

14

14

15

14

14

7. Обработка результатов измерений

  1.  Определение значения КГ

По результатам эксперимента по градуировке гальванометра строим график зависимости lm = f(С0)

Результаты эксперимента обрабатываем по методу наименьших квадратов

Таким образом, a=90±1. Отсюда КГср = 1,0183/90=0,011314

ΔКГ=-0,011314·0,0105=0,0001;,     КГ=0,0113±0,0001

2. Вычисление значения С1.

Полученные значения lm обрабатываем по алгоритму прямых измерений:

lm=21±1 (мм)

С1ср=(мкФ)

С1=0,24±0,01 мкФ

3. Аналогично вычисляем значение С2

lm=46±1 (мм)

С2ср=(мкФ)

С1=0,51±0,01 мкФ

4. Расчет значений Спар и Спосл

4.1.

lm=66±1 (мм)

Спар=(мкФ)

Спар=0,73±0,01 мкФ

4.2.

lm=14±1 (мм)

Спосл=(мкФ)

Спосл=0,16±0,01 мкФ

5. Расчёт Спар и Спосл по форфулам:

Cпар12=0,24+0,51=0,75(мкФ)

Значение соответствует экспериментальным данным (с учётом погрешностей)

;        Спосл=0,16(мкФ)

Значение соответствует экспериментальным данным

8. Ответ:  КГ=0,0113±0,0001,

С1=0,51±0,01 мкФ

С1=0,51±0,01 мкФ

Спар=0,73±0,01 мкФ

Спосл=0,16±0,01 мкФ

9. Вывод:  Рассчитано значение постоянной гальванометра. Определены емкости конденсаторов и систем конденсаторов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51141. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ, ПЕРИОДА И ФАЗЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 1.76 MB
  Задание Измерить частоту периодического сигнала с помощью цифрового частотометра при различных положениях переключателя время измерения. Оценить погрешность результатов измерения. Оценить погрешность результатов измерения. Оценить погрешность результатов измерения.
51142. Косвенные однократные измерения 117.85 KB
  Недостатком этих измерений является возможность грубой ошибки промаха; многократное измерение измерение физической величины одного и того же размера результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений т. состоящее из ряда однократных измерений. Многократные измерения проводят с целью уменьшения влияния случайных факторов на результат измерений; б по характеру точности по условиям измерения: равноточные измерения ряд измерений какойлибо величины выполненных одинаковыми по точности СИ в одних и тех же...
51143. Измерение углов токарного резца. Методические указания 306.93 KB
  На токарных станках можно выполнить следующие виды работ: точение в центрах, в патроне и на планшайбе; растачивание; торцовое точение; отрезку и подрезку; нарезание резьбы; точение конусов, фасонных поверхностей и другие виды работ с применением соответствующих инструментов и приспособлений.
51145. Операционный блок микропрограммируемого процессора 53.57 KB
  Цель работы: изучение операционного блока на уровне структурной схемы, ознакомление с составом микрокоманд и порядком их выполнения, составление и отладка микропрограмм.
51146. Изучение микроконтроллера MSP430F2013 и адаптера eZ430-F2013 587.63 KB
  Микроконтроллеры широко применяются в автоматических системах во всех сферах жизни человека, например, в промышленности, на транспорте, в быту. Микроконтроллеры являются ядром системы управления роботов, мехатронных систем, автоматических устройств. Большой интерес вызывает активно развивающееся семейство микроконтроллеров MSP430 с флэш-памятью и сверхмалым энергопотреблением, производимых корпорацией Texas Instruments.
51147. Изучение способов адресации микроконтроллеров MSP430 204.88 KB
  Задание на лабораторную работу Разработка схемы алгоритма решения задачи Разработка программы Результаты вычислительного эксперимента Выводы Список литературы Введение Производительность микроконтроллера во многом определяется его центральным процессорным устройством ЦПУ. Разработка алгоритма Схема алгоритма...
51148. Программирование циклических алгоритмов 237.19 KB
  Последовательно вводятся N целых чисел. Найти сумму всех отрицательных среди них. Введи количество чисел Сумма отрицательных элементов Результат работы Задание...
51149. Изучение представления графической информации в WINDOWS 129.3 KB
  Цель работы: Написать программу, реализующую просмотр графического файла (формат BMP). Программа должна: загружать и выводить на экран произвольный файл (с использованием файловых функций); осуществлять проверку на допустимый формат файла;