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

24 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

22171. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ 112.5 KB
  ОБЩИЕ ПОНЯТИЕ ТЕОРИИ ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЙ В отличие от механической энергии которая может изменяться только за счет работы внутренняя энергия может изменяться как за счет работы так и при контакте с телами имеющими другую температуру т.При соприкосновении двух тел имеющих различную температуру происходит обмен энергией движения структурных частиц молекул атомов свободных электронов вследствие чего интенсивность движения частиц тела имеющего меньшую температуру увеличивается а интенсивность движения частиц тела с более высокой...
22172. ТЕРМОМАГНИТНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 195 KB
  Зависимость парамагнитной восприимчивости от Температуры 4 2. Экспериментально достижимая область температур постоянно понижается; вместе с тем повышаются требования к точности измерения температуры поэтому конструирование новых и надёжных приборов становиться жизненно необходимой задачей. Можно сказать что измерение температуры в миллиградусном диапазоне более сложно чем само достижение этих температур и едва ли менее важно.
22173. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ. Конструкция термопар 5.65 MB
  Если один спай термопары называемый рабочим спаем поместить в среду с температурой t1 подлежащей измерению а температуру другого нерабочего спая поддерживать постоянной то и независимо от того каким образом произведено соединение термоэлектродов спайкой сваркой и т. Таким образом естественной входной величиной термопары является температура t1 ее рабочего спая а выходной величиной термоэ. Приборы представляющие собой сочетание термопары и указателя используемые для измерения температуры часто называют не термометрами а...
22174. ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЯ 1.45 MB
  4 Преобразователи промышленных термометров сопротивления.19 Измерительные цепи термометров сопротивления. Термосопротивлением называется проводник или полупроводник с большим температурным коэффициентом сопротивления находящийся в теплообмене с окружающей средой вследствие чего его сопротивление резко зависит от температуры и поэтому определяется режимом теплового обмена между проводником и средой.
22175. Основы организации финансов предприятий 68 KB
  Финансы – это наука об управлении денежными потоками. Это экономические отношения по поводу создания, распределения и использования фондов денежных средств. Финансы организаций это тоже экономические отношения, но на микроэкономическом уровне. В нашем курсе понятие организация и предприятие (фирма) совпадают и в дальнейшем будут взаимозаменяемы.
22176. Трансформаторные преобразователи перемещения 154.5 KB
  К одной из них первичной или обмотки возбуждения подводится переменное напряжение питания U а с другой вторичной или сигнальной обмотки снимается индуцированное в ней напряжение Uвых зависящее от коэффициента взаимоиндукции. Eг = jωMI1 где ω частота питающего напряжения; M взаимная индуктивность обмоток; I1 ток протекающий в цепи первичной обмотки. Включение обмотки возбуждения в сеть Чувствительность преобразователя можно увеличить за счет: Увеличения ампервитков обмотки возбуждения до индукции в стали магнитопровода 1 ...
22177. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ 590 KB
  Биологические нейронные сети 3. Нейронные сети и алгоритм обучения персептрона 1. Оптическая память и нейронные сети Москва 1994 г. Поэтому коннекционная машина или нейронная сеть должна состоять из сети с множеством соединений сравнительно простых процессоров узлы устройства или искусственные нейроны каждый из которых имеет много входов и один выход.
22178. ПЕРСЕПТРОНЫ 260.5 KB
  Сети состоящие из одного слоя персептронных нейронов соединенных с помощью весовых коэффициентов с множеством входов см. Подобно биологическим системам которые они моделируют нейронные сети сами моделируют себя в результате попыток достичь лучшей модели поведения. При обучении нейронной сети мы действуем совершенно аналогично. Предъявляя изображение буквы А на вход нейронной сети мы получаем от нее некоторый ответ не обязательно верный.
22179. Нечеткие запросы к реляционным базам данных 81 KB
  К усиливающим относится модификатор Очень Very к ослабляющим Болееилименее или Приблизительно Почти moreorless нечеткие множества которых описываются функциями принадлежности вида: Для примера формализуем нечеткое понятие Возраст сотрудника компании . Последнее что осталось сделать построить функции принадлежности для каждого лингвистического терма. Выберем трапецеидальные функции принадлежности со следующими координатами: Молодой = [18 18 28 34] Средний = [28 35 45 50] Выше среднего = [42 53 60 60]. Теперь можно...