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

30 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

20795. Законодавче забезпечення прав пацієнтів в Україні 223 KB
  Основи законодавства України про охорону здоровя визначають правові, організаційні, економічні та соціальні засади охорони здоровя в Україні, регулюють суспільні відносини у цій сфері з метою забезпечення гармонійного розвитку фізичних і духовних сил
20796. Моделирование воздействия электрических импульсов различной частоты на симпатическую нервную систему 3.03 MB
  Целью моей работы является разработка компьютерной модели лечения артериальной гипертензии новым и в настоящее время активно исследуемым методом радиочастотной деструкции нервных клеток почечной артерии.
20797. Виды, причины и типы инфляции 223.5 KB
  Инфляция (от лат. inflation — вздутие, разбухание) — непрерывное повышение среднего уровня цен в экономике, обесценение денег, происходящее из-за того, что в экономике их становится больше, чем нужно, т. с. денежная масса, находящаяся в обращении, «разбухает». Более строгое определение инфляции, учитывающее причины и некоторые следствия роста среднего уровня цен в экономике
20798. ДНК – ТРАНСПОЗОНЫ. МОБИЛЬНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ВИРУСОВ И ЭУКАРИОТ 181.5 KB
  Подвижные элементы эукариот представлены отдельными семействами, сходными по своей структуре и поведению. Внутри семейства различают подсемейства идентичных или очень сходных подвижных элементов, число которых колеблется от нескольких копий до нескольких тысяч копий на геном
20799. Николай II 73 KB
  Императора Николая II можно оценивать как хорошего или плохого правителя, но нельзя точно утверждать или доказывать то, чего мы на самом деле не знаем, ведь в революции верх одержали большевики, а историю, как известно всегда пишет победитель, не смотря на то, лживая это история или правдивая.
20800. Опыт выживания в проекте-камикадзе Д.Н. Топорков 5.33 MB
  Состояние после года разработки: директор по ИТ заказчика, курирующий этот проект уволен, генеральный директор компании-разработчика понижен акционерами до зама, главный архитектор лишился доверия начальства
20801. Екологічний моніторинг. Система екологічної інформації 52.5 KB
  Фоновий науковий моніторинг навколишнього природного середовища це спеціальні високоточні спостереження за всіма складовими навколишнього середовища а також за характером складом кругообігом та міграцією забруднювальних речовин за реакцією організмів на забруднення на рівні окремих популяцій екосистем і біосфери в цілому. Ряд країн має мережу надземних станцій на яких здійснюються неперервний відбір та аналіз проб на наявність в атмосфері забруднювальних речовин СО2 СО пилу свинцю радіонуклідів. Державний комітет з...
20802. Економічні методи управління, регулювання раціонального природокористування та охорони навколишнього середовища 137.5 KB
  Це платежі за ресурси та забруднення надання пільг в оподаткуванні підприємств надання на пільгових умовах коротко і довгострокових позичок для реалізації проектів щодо забезпечення раціонального використання природних ресурсів та охорони навколишнього природного середовища звільнення від оподаткування фондів охорони довкілля; передача частини коштів позабюджетних фондів охорони навколишнього природного середовища на довготривалих договірних умовах підприємствам установам організаціям і громадянам для вжиття заходів із гарантованого...
20803. Економічна та соціальна ефективність здійснення природоохоронних заходів 47 KB
  Економічна та соціальна ефективністьздійснення природоохоронних заходів 8. Методичні вказівки До природоохоронних заходів належать усі види господарської діяльності спрямовані на зниження й ліквідацію негативного антропогенного впливу на навколишнє природне середовище збереження поліпшення і раціональне використання природноресурсного потенціалу країни регіонів а саме: 1 будівництво та експлуатація очисних знешкоджувальних споруд та обладнання; 2 розвиток мало та безвідходних технологічних процесів і виробництв; 3 розміщення...