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

31274. Математичні методи в обчисленнях на ЕОМ. Методичні вказівки щодо практичних занять і самостійної роботи 3.62 MB
  Практичне заняття № 2 Розвязання систем лінійних алґебраїчних рівнянь. Практичне заняття № 3 Розвязання нелінійних рівнянь та їх систем. Розвиток інформаційних технологій і широке впровадження математичних методів в інженерні дослідження висувають підвищенні вимоги до підготовки інженерів з електромеханіки. Дисципліна Математичні методи в обчисленнях на ЕОМ орієнтує студентів на використання сучасного прикладного програмного забезпечення під час розвязання різноманітних інженернотехнічних задач.
31275. Математичні методи в обчисленнях на ЕОМ 4.9 MB
  Практичне заняття №1 Інтерполяція функції. 5 Практичне заняття №2 Апроксимація функції. Інтерполяція функції МЕТА: вивчення методів та придбання навичок інтерполяції функцій засобами пакету MathCAD Рекомендації щодо обробки результатів При експериментальному вивченні явища необхідно розвязувати такі задачі: знайти аналітичний вираз для функції що задана таблицею або графіком; обчислити значення функції що задана таблицею у мимовільній точці деякого відрізку. Нехай для функції що задана вузлами необхідно знайти значення функції...
31276. МІКРОПРОЦЕСОРНІ ПРИСТРОЇ 993.5 KB
  Remove Видаляє клавішний макрос. Size move Ініціює переміщення і зміну розмірів вікна. Проста програма з трьома сеґментами ;Вкажемо відповідність сеґментних реґістрів сеґментам assume CS:code DS:data ;Опишемо сеґмент команд code segment ;Відкриваємо сеґмент коду begin: mov AXdata ;Початкова ініціалізація mov DSAX ;сеґментного реґістра DS на сеґмент ;даних ;Виведемо на екран рядок тексту mov АН09h ;Функція DOS виведення на екран mov DXoffset msg ;Адреса де зберігається ;рядок що виводиться на екран int 21h...
31277. МІКРОПРОЦЕСОРНІ ПРИСТРОЇ В ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМАХ 829 KB
  050702 ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА КРЕМЕНЧУК 2011 Методичні вказівки щодо самостійної роботи з навчальної дисципліни Мікропроцесорні пристрої в електромеханічних системах для студентів денної та заочної форм навчання у тому числі скорочений термін навчання за напрямом 6. Гладир Кафедра систем автоматичного управління та електропривода Затверджено методичною радою Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського Протокол №____ від__________ Заступник голови методичної ради______________ доц.21 ВСТУП Дисципліна Мікропроцесорні...
31278. ОСНОВИ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ ПРИСТРОЇВ І ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ. Методичка 13.69 MB
  Принципова схема печатної плати 13 8 Розробка печатної плати електричної частини електротехнічного пристрою електромеханічної системи в пакеті Р САD 14 8.1 Вибір і обґрунтування конструкції печатної плати 14 8.2 Розробка принципової електричної схеми печатної плати в редакторі Schematic 16 8.5 Трасування печатної плати у середовищі пакета PCAD 20 9 Висновки 21 10 Перелік використаної літератури 21 11 Додатки 22 Список літератури 23 Додаток А Зразок оформлення титульної сторінки 24 Додаток Б Зразок завдання на курсову роботу 25 ВСТУП...
31280. ОСНОВИ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ ПРИСТРОЇВ І ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ 4.6 MB
  Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни „Основи автоматизованого проектування електротехнічних пристроїв і електромеханічних систем” для студентів денної та заочної форм навчання зі спеціальності 6.092200 – „Електромеханічні системи автоматизації та електропривод” (у тому числі скорочений термін навчання)
31281. ОСНОВИ СИЛОВОЇ ПЕРЕТВОРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ 8.41 MB
  Курс Основи силової перетворювальної техніки розрахований на вивчення протягом двох семестрів і складається з трьох основних частин: перетворення змінного струму в постійний струм випрямлячі; імпульсне регулювання постійного і змінного напруги імпульсні перетворювачі; регулювання частоти напруги або струму перетворювачі частоти. Перед тим як приступити до виконання лабораторних робіт необхідно ознайомитися із джерелом живлення в лабораторії щоб зясувати наявність у ньому небезпечної для життя людини напруги. Наявність...