36878

Определение ёмкости конденсаторов измерительным мостиком Соти

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Тема: Определение ёмкости конденсаторов измерительным мостиком Соти. Цель работы: измерение теплоёмкостей двух конденсаторов проверка закона последовательного и параллельного соединения конденсаторов. Пусть Δφ1 Δφ2 – мгновенные значения напряжений на обкладках конденсаторов а ΔφN ΔφNB – мгновенные значения напряжений на сопротивлениях R1 R2.

Русский

2013-09-23

85 KB

28 чел.

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Наименование факультета - ЕНМФ

Наименование выпускающей кафедры – Общая физика

Наименование учебной дисциплины - Физика

Лабораторная работа № 2-02

Наименование работы –  “Определение ёмкости конденсаторов измерительным мостиком          Соти”

Исполнитель:

Студент, группы 13А61 Красковский К.А. (_______)______________(_______)

                                                                                                   Подпись                                                     дата

 

                                                                                                  подпись

(_______)

дата

Руководитель, профессор Крючков Ю.Ю. (_______)_____________(_______)

    Должность, ученая степень, звание                  подпись                                                      дата                                                                                                                                       

 

 

Томск –2007

Лабораторная работа 2-02.

Тема: Определение ёмкости конденсаторов измерительным мостиком Соти.

Цель работы: измерение теплоёмкостей двух конденсаторов, проверка закона последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

Приборы и принадлежности: осциллограф, звуковой генератор как источник переменного напряжения, конденсатор с известной ёмкостью, два конденсатора с неизвестными ёмкостями, реохорд, соединительные провода.

Краткое теоретическое введение.

Для измерений теплоёмкостей используется классическая мостовая схема, называемая мостиком Соти. На рис.1 показана схема простейшего моста Соти.

Схема содержит конденсаторы С1, С2, омические сопротивления R1, R2, осциллограф и звуковой генератор ЗГ для питания схемы.

  Пусть Δφ1, Δφ2 – мгновенные значения напряжений на обкладках конденсаторов, а

ΔφAN,  ΔφNB – мгновенные значения напряжений на сопротивлениях R1, R2.

Δφ1=U1= φM- φA;

Δφ2=U2= φM- φB;

Обозначим φAB,φM,φN – мгновенные значения потенциалов в точках A, B, M, N, соответственно. Тогда

ΔφAN= φA- φN;

ΔφNB= φB- φN;

 Так как потенциалы в точках M и N различны, в ветвях MAN, MBN, ATB текут переменные токи. При любых произвольных R1 и R2 напряжения Δφ1, Δφ2, ΔφAN  и ΔφNB 

отличаются друг от друга, но сопротивления R1 и R2 можно подобрать так, что ток в диагонали моста ВТА станет равен нулю. Это имеет место когда потенциалы точек А и В

окажутся одинаковыми. Тогда

Δφ1= Δφ2 ;

ΔφAN= ΔφBN.

                                                                                                                                                                                            Если ток в диагонали ВТА равен нулю, то ток i1= ΔφAN/R1 заряжает конденсатор С1, а ток i1= ΔφNВ/R2 заряжает конденсатор С2.

На обкладках конденсаторов за время Δt накапливаются заряды Δq1 и Δq2.

Δq1= ΔφAN/R1 × Δt

Δq2= ΔφNВ/R2× Δt

Электроёмкость проводника  измеряется количеством электричества, которое необходимо сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу потенциала, следовательно,  С= Δq / Δφ и поэтому электроёмкости первого и второго конденсаторов определяются соотношениями:

С1= ΔφAN/R1 × Δt/ Δφ1

С2= ΔφNВ/R2× Δt/ Δφ2

Следовательно:

С12=R2/R1.

Сопротивления участков струны AN и NB соответственно равны R1=ρ*l1/s и

R1=ρ*l2/s,

где ρ-удельное сопротивление, s-сечение струны, l1 и  l2 – длины участков струны AN и BN. Подвижный участок N скользит по струне и изменяет отношение плеч. При произвольном положении контакта N в диагонали моста ATB течёт ток и в телефоне слышен звук. Когда контакт приближается к положению, при котором ток, идущий через телефон, становится исчезающе мал, звук замирает. Если звук в телефоне исчез, то сопротивления R1 и R2 оказались такими, что выполняется соотношение:

левое плечо:

      l

C

 l1

l’’ 1

l’ ‘’1

l 1ср

l 2

Величина ёмкости, мкФ

Cx1

66.5 

66.7

66.5

66.5

33.5

0,5

Cx2

46.8

47.1

46.9

46.5

53.5

0,8

Cx посл

74.0

74.5

76.6

73.4

26.6

0,4

Cx паралл

37.6

37.9

37.5

38.7

61.3

1,6

Правое плечо:

      l

C

 l1

l’’ 1

l’ ‘’1

l 1ср

l 2

Величина ёмкости, мкФ

Cx1

34.0

33.8

33.9

33,9

66.1

0,5

Cx2

53.7

54.0

53.7

53.8

46.2

1,2

Cx посл

26.5

26

26.2

26,2

73.8

0,35

Cx паралл

63.3

62.9

63.2

63,1

36.9

1,7

Cx1 ср

Cx2 ср

Cx посл ср

Cx паралл ср

0,5 мкФ

1 мкФ

0,375 мкФ

1,65 мкФ

СЭ=1*10-6мкФ

Подсчёт результатов:

Левое плечо:

Правое плечо:

Вывод:

С помощью мостовой схемы, называемой “мостиком Соти” мы измерили электроёмкости 2х конденсаторов, а также проверили законы последовательного и параллельного соединения конденсаторов. На основании данных таблиц нашли средние значения неизвестных ёмкостей Cx1 и Cx2 , а также ёмкости Cx паралл и Cx посл , которые образуются при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.


зГ

Т

U

К

~

l1

l2

C1

C2

B

A

M

N

Рис.1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51927. Вставні слова (словосполучення, речення) 39.5 KB
  Мета: поглибити знання про вставні слова словосполучення речення правила їх написання; формувати вміння знаходити їх у тексті правильно розставляти розділові знаки доречно вживати вставні слова в мовленні; розвивати увагу логічне мислення пам’ять; виховувати гуманні почуття. 1 Які труднощі виникли під час виконання домашнього завдання 2 Які слова словосполучення й речення називають вставними 3 Наведіть приклади найбільш уживаних вставних слів і словосполучень. 4 З якою інтонацією вимовляються вставні слова словосполучення й...