42146

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕИЗВЕСТНОЙ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА С ПОМОЩЬЮ МОСТА СОТТИ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В настоящей работе измерение электрической емкости осуществляется с помощью моста переменного тока  моста Сотти рис. Плечи моста плечо моста это участок цепи включенный между двумя узлами включают конденсатор неизвестной емкости Сх конденсатор эталонной емкости Сэ и два резистора имеющих сопротивления R1 и R2. В диагональ СD моста включают источник переменного напряжения трансформатор.

Русский

2013-10-27

80.5 KB

26 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  3-3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ  НЕИЗВЕСТНОЙ  ЕМКОСТИ  КОНДЕНСАТОРА

С  ПОМОЩЬЮ  МОСТА  СОТТИ

         Цель работы  изучение методики измерения емкости конденсатора с помощью моста Сотти.

ПОСТАНОВКА  ЗАДАЧИ

В настоящей работе измерение электрической емкости осуществляется с помощью моста переменного тока моста Сотти (рис. 1). Плечи моста (плечо моста – это участок цепи, включенный между двумя узлами) включают конденсатор неизвестной емкости Сх , конденсатор эталонной емкости Сэ и два резистора, имеющих сопротивления R1 и R2. В диагональ СD моста включают источник переменного напряжения (трансформатор).

Принцип измерения емкости конденсатора Сх при помощи моста Сотти основан на подборе такого значения отношения сопротивлений, при котором ток через гальванометр отсутствует. В этом случае потенциалы точек А и В равны и мост считается уравновешенным. Найдем  соотношение между емкостями и сопротивлениями, при котором это происходит.

Заряд, прошедший за время dt по ветвям СAD равен   q = J1dt ,

где I1  мгновенное значение тока в ветви СAD (в условиях равновесия в диагональ AВ ток не ответвляется)

.

Тогда

                             .                             (1)

Из определения емкости конденсатора следует

dq1  = Cx (A  C) .     (2)

Из формул (1) и (2)

.    (3)

Полученная формула относится к участку цепи САD. Для участка СBD можно записать  аналогично (3)

.    (4)

Из  (3) и (4) почленным делением получим

                                 .                                  (5)

Чтобы  ток в гальванометре был равен нулю, необходимо чтобы выполнялось условие  А = В, тогда

                (A  C) =  (С  В)    и    (Д  А) =  (В  Д) .                   (6)

В соответствии с (5) и (6)  получим для уравновешенного моста Сотти

 ;  .    (7)

ОПИСАНИЕ  ЛАБОРАТОРНОЙ  УСТАНОВКИ

Схема лабораторной установки приведена на рис. 2. Источником переменного напряжения в ней является понижающий трансформатор. Сопротивлениями R1 и R2 являются участки реостата R. Для однородного цилиндрического реостата сопротивления его отдельных участков, разделяемых движком, относятся как длины этих участков.

 

                                                                                             

 

 

                                                                                    

 

              

                        Рис. 1                                                 Рис. 2

Обозначим длину реостата AD через 1 , а участка DВ через 2 , тогда

,

где 0  полная длина реостата.

Расчетная формула для определения Сх имеет вид

 .    (6)

ПОРЯДОК  ВЫПОЛНЕНИЯ  РАБОТЫ

  1.  Соберите схему установки (рис. 2).

После проверки схемы сначала самим студентом, а затем обязательно преподавателем (лаборантом) включите установку в сеть.

Подключите неизвестный конденсатор  СХ1.

Периодически включая и выключая ключ К и перемещая движок реостата, найдите такое его положение, при котором ток через гальванометр будет равен нулю.

По шкале реостата отсчитайте длину плеча 1 и запишите в таблицу.

Повторите измерения (не меняя Сэ) 5 раз.

Подключите другой конденсатор неизвестной емкости СХ2 и выполните действия, указанные в п.п. 4-5

Соедините два исследуемых конденсатора и  параллельно и повторите измерения согласно п.п. 1-5.

Соедините два исследуемых конденсатора и  последовательно и повторите измерения согласно п.п. 1-5.

Рассчитайте емкости конденсаторов , , Спар и Спосл по средним значениям длины 1 из пяти измерений.

Рассчитайте емкость конденсаторов при последовательном и параллельном соединениях и сравните с измеренными значениями Спар и Спосл. 

КОНТРОЛЬНЫЕ  ВОПРОСЫ

  1.  Каков физический смысл электроемкости?

В каких единицах измеряется электроемкость?

Нарисуйте рабочую схему моста Сотти и объясните ее работу.

Выведите расчетную формулу для моста Сотти.

Почему измерения мостиком Сотти производится на переменном токе?

Можно ли в данной работе в качестве гальванометра использовать абонентский громкоговоритель?

Рассчитайте предложенную преподавателем схему последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

Как связаны между собой заряд, потенциал и емкость?

13


D

C

B

CЭ

CX

R2

R1

I1

I2

I1

I2

IG

G

K

I

A

B

C

D

R1

R2

CX

CЭ

Тр

G

K

E


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77136. ИСКУССТВО В 1941-1945 ГОДАХ 120.5 KB
  В течение войны было организовано много выставок среди них две всесоюзные Великая Отечественная война Героический фронт и тыл и 12 республиканских. В первые два года войны плакат имел драматическое даже трагическое звучание.
77137. ИСКУССТВО СЕРЕДИНЫ 40-Х КОНЦА 50-Х ГОДОВ 141.5 KB
  Художественная жизнь в эти годы необычайно активна. Местные передвижные, городские, республиканские, межреспубликанские выставки перемежаются со всесоюзными, обычно приуроченными к знаменательным датам. Например, в 1947 году всесоюзная выставка проходила в залах Третьяковской галереи.
77138. ИСКУССТВО РОСИИ 1960-Х ГОДОВ 160 KB
  На рубеже 50-60-х годов активизируется художественная жизнь страны. В 1957 году состоялся Первый Всесоюзный съезд советских художников, собравший делегатов от более чем 7000 художников и искусствоведов, на котором были подведены итоги прошедшего и определены...
77139. ИСКУССТВО РОССИИ 70 – 80-Х ГОДОВ 119 KB
  Конечно, каждое новое поколение отличается от предыдущего, и те, кто вступил на стезю искусства в 70-80-е годы, работают и видят мир иначе, чем те, кто, скажем, менял лицо советского искусства в 60-е.
77140. ИСКУССТВО РОССИИ РУБЕЖА ХХ – XXI ВЕКОВ 43 KB
  Так называемое постсоветское искусство конца II тысячелетия от Рождества Христова укладывается в слишком малые временные рамки чтобы можно было отобрать для по возможности объективной исторической картины какие-либо имена.
77141. ЖИВОПИСЬ РУБЕЖА XIX –ХХ ВЕКОВ 334.5 KB
  С кризисом народнического движения, в 1990-е годы, «аналитический метод реализма XIX века», как его называют в отечественной науке, себя изживает. Многие из художников-передвижников испытывали творческий упадок, ушли в «мелкотемье» развлекательной жанровой картины.
77142. Роль профессии в жизни человека 54.95 KB
  Выбор профессии та точка где сходятся интересы личности и общества где возможно и необходимо гармоничное сочетание личных и общих интересов. Удачный выбор профессии человеком одно из решающих условий всестороннего развития личности что имеет громадное значение для общества в целом...
77143. Российское местное самоуправление: итоги муниципальной реформы 2003-2008 годов 629 KB
  Местное самоуправление представляет собой один из важнейших институтов современного общества. Сегодня оно является одновременно формой самоорганизации граждан и – в этом качестве – составной частью гражданского общества, уровнем публичной власти...