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

7125. Введение. Предмет культурологии. Культура как социально-историческое явление 108.5 KB
  Лекция 1. Введение. Предмет культурологии. Культура как социально-историческое явление. Специфика культурологического знания. Возрастание роли культурологического знания и мышления в жизни общества и личности. Сущность культуры. Ку...
7126. Понятие о вариационных задачах механики 269 KB
  Понятие о вариационных задачах механики Принцип Гамильтона, рассмотренный выше, является одним из, так называемых, вариационных принципов механики. Эти принципы нашли широкое применение в математике, являясь основой вариационного исчисления. Так, на...
7127. Преимущества ВОЛС перед другими направляющими системами передачи 1.02 MB
  1. Преимущества ВОЛС перед другими направляющими системами передачи. Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информац...
7128. Параметры сигнала 451.5 KB
  Лекция №1 Тема: Параметры сигнала Сигналами называются физические процессы, параметры которых содержат информацию. При этом носителем информации является изменяющиеся во времени ток или напряжение. По своей природе все сигналы являются аналого...
7129. Культурологические школы и направления 58.5 KB
  Лекция 2. Культурологические школы и направления А. Биологическое направление. Б. Социально-психологическое направление. В. Структурализм. Г. Теория культурных миграций. Д. Теория локальных цивилизаций. Е. Эволюционизм. Ж. Этологически...
7130. Основы пожарной тактики 94.5 KB
  Основы пожарной тактики Успех тушения пожаров достигается комплексом служебных и оперативно-технических действий. Среди них особое значение имеют: ...
7131. Синтез комбинационных систем 82 KB
  Лекция 2 Тема: Синтез комбинационных систем Под комбинационной схемой понимается цифровой автомат без памяти. Схема однозначно преобразует входные сигналы в выходные, без предистории. Под комбинационной схемой понимается такая схема...
7132. Музыкальное воспитание младших школьников 155.5 KB
  Музыкальное воспитание младших школьников Введение Музыкальное воспитание младших школьников все настойчивее входит в разряд первостепенных задач, волнующих общественность, что дает простор для радикального решения ряда важнейших аспектов про...
7133. Особенности жарочного шкафа 240.23 KB
  Тепловое оборудование предназначено для доведения кулинарных изделий до готовности, их разогрева и поддержания необходимой температуры ...