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

66124. КОНСТИТУЦИОННО-ПРАВОВОЙ СТАТУС РОССИЙСКОЙ АДВОКАТУРЫ 64 KB
  Особенность развития России состоит в том что циклы в ее истории сменяют друг друга гораздо быстрее чем в государствах традиционных типов демократии. Однако политическое руководство России в тот момент не было готово...
66125. ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОТВЕТСТВЕННОСТИ КРЕДИТНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ ЗА НАРУШЕНИЕ ПОРЯДКА ОТКРЫТИЯ СЧЕТА НАЛОГОПЛАТЕЛЬЩИКА 59.5 KB
  В настоящее время правовые основы юридической ответственности кредитных организаций за нарушение порядка открытия счета налогоплательщика установлены положениями ст. В противном случае например при массовом совершении банками указанных выше противоправных деяний...
66126. ИМУЩЕСТВЕННЫЕ ПРАВА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КАК ВКЛАД В УСТАВНЫЙ (СЛОЖЕННЫЙ) КАПИТАЛ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЩЕСТВА ПО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВУ УКРАИНЫ 72 KB
  В настоящее время на Украине в коммерческий оборот активно вовлекаются результаты интеллектуальной творческой деятельности и других объектов права интеллектуальной собственности. Одной из форм вовлечения в коммерческий оборот объектов права интеллектуальной...
66127. ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СТРАХОВАНИЯ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 84.5 KB
  В настоящее время в мире страхование стало комплексом мер защиты от различных видов опасностей и негативных проявлений которые могут возникать в жизни граждан в деятельности участников рыночных отношений в функционировании государства.
66128. ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 63 KB
  В современных условиях когда обычным явлением жизни стали чрезвычайные ситуации большое значение имеет деятельность гражданской обороны как организационной структуры созданной с целью предотвращения чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий.
66129. ФАКТОРЫ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЕ КОНФЛИКТА «ВОРОВ В ЗАКОНЕ» И АДМИНИСТРАЦИИ ИСПРАВИТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ 137 KB
  Известно что основным регулятором общественных отношений в среде осужденных являются понятия свод неформальных законов правил поведения давно и прочно укоренившихся как в ИУ так и в преступной среде за их пределами. Мораль осужденных подчинена системе четких правил основанных на принципах поведения...
66130. СИСТЕМА СПОСОБОВ ФЕДЕРАЛЬНОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА 130.5 KB
  Вмешательство Федерации ее для субъектов означает переход к чрезвычайным методам управления к особому режиму регулирования отношений между центром и составными частями федерации что обычно выражается во временном изменении разграничения предметов ведения и полномочий между федеральными...
66131. ПРОБЛЕМЫ УТОЧНЕНИЯ ПРЕДМЕТА ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ БЮДЖЕТНОГО ПРАВА НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ПРАВОВОЙ СИСТЕМЫ 87.5 KB
  В настоящее время в финансово-правовой науке считается что общественные отношения складывающиеся в процессе финансовой деятельности государства и муниципальных образований то есть отношения которые в экономической науке именуются отношениями по поводу...
66132. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕНДЕРНОГО РАВНОПРАВИЯ В РОССИИ 96.5 KB
  В данном контексте логично обратиться к такому аспекту как правовой статус женщины его развитие в истории нашей страны. Правовой статус женщины на протяжении всего существования российского государства постоянно изменялся постепенно приближая общество к осознанию необходимости развития гендерного равноправия.