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

9312. Общие положения об аренде 66.5 KB
  Тема №12: Общие положения об аренде. Понятие и заключение договором аренды. Договор аренды (имущественного найма) - это обязательство, по которому арендодатель обязуется предоставить арендатору имущество за плату во временное владение и пол...
9313. Договор проката 26.5 KB
  Тема №13: Договор проката. Понятие договора. Договор проката - соглашение, по которому арендодатель, осуществляющий сдачу имущества в аренду в качестве постоянной предпринимательской деятельности, обязуется...
9314. Договор аренды транспортных средств. 38 KB
  Тема №14: Договор аренды транспортных средств. -1- Понятие и виды договора. Выделение договора аренды транспортных средств в качестве одного из видов договора аренды продиктовано особенностями его предмета. ...
9315. Договор финансовой аренды (лизинга) 30.5 KB
  Тема №15: Договор финансовой аренды (лизинга) -1- Понятие и содержание договора. По договору финансовой аренды (лизинга) арендодатель обязуется приобрести в собственность указанное арендатором имущество у определе...
9316. Договор аренды зданий и сооружений. Договор аренды предприятия 39 KB
  Тема №16: Договор аренды зданий и сооружений. Договор аренды предприятия. Понятие и исполнение договора аренды здания или сооружения. По договору аренды здания/сооружения арендодатель обязуется передать во временное ...
9317. Жилищное право 70.5 KB
  Тема №17: Жилищное право. ЖК РФ от 29 декабря 2004 года. Градостроительный кодекс 29.12.04 Закон РФ от 4 июля 1991 о приватизации Закон РСФСР от 18 октября 1991 о реабилитации жертв политических репрессий Закон РФ от 19.02.1993 года о вын...
9318. Права и обязанности сторон по договору найма 46 KB
  Тема №18: Права и обязанности сторон по договору найма. права и обязанности сторон по договору найма. права и обязанности сторон по договору коммерческого найма поднайм Наймодатель жилого помещения имеет...
9319. Изменение жилищных правоотношений 43 KB
  Тема №19: Изменение жилищных правоотношений. основания изменения договора социального найма основания расторжения договора социального найма расторжение договора коммерческого найма...
9320. Приватизация жилья 24 KB
  Тема №20: Приватизация жилья. Приватизация - бесплатная передача в собственность граждан РФ на добровольной основе занимаемых или жилых помещений в государственном...