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

20 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

31031. РЕВОЛЮЦИЯ 1905-1907 гг. 44 KB
  Причины Нерешенность аграрного вопроса: малоземелье крестьян при господствующем помещичьем землевладении Противостояние самодержавия и либеральнонастроенных слоев общества вызванное отсутствием политических гражданских свобод Высокая степень эксплуатации рабочих Поражение России в РусскоЯпонской войне Неравноправие народов национальных окраин империи Задачи: Свержение самодержавия Введение демократических свобод Сокращение рабочего дня Равноправие всех народов По задачам буржуазный характер по движущим силам...
31032. НЭП 19.38 KB
  Ленин заставил ЦК послать обоих т. Крестьяне по Ленину должны набраться терпения: большевики восстановят промышленность вернут долг и будет всем светлое будущее аля Ленин: коммунистическое производство и распределение. Ленин Троцкий Платформа рабочей оппозиции Коллонтай Шляпников Платформа демократического централизма Бубнов Осинский Сапронов Профсоюзы – школа коммунизма. Приняли ленинский проект о профсоюзах.
31033. Внешняя политика Советского государства в 1920-е годы 112.85 KB
  после падения Советской власти в республиках Прибалтики правительство РСФСР заключило Договоры о мире с буржуазными правительствами Эстонии Литвы Латвии признававшими их независимость и самостоятельность. Ленин ставил вопрос не только о соревновании государств представлявших разные системы собственности но и о необходимости экономического сотрудничества между странами путем предоставления концессий заключения торговых договоров и соглашений. В местечке недалеко от Генуи Рапалло Россия заключила Рапалльский договор с Германией в...
31034. Внешняя политика СССР в 1933-41гг 17.83 KB
  Внешняя политика СССР в 1933-41гг. У СССР также виды на Маньчжурию. –пакт о ненападении Германии на СССР но А. 1934 – вступление СССР в Лигу Наций 1935 – договоры о взаимопомощи с Францией и Чехословакией.
31035. Глобальные социально-экономические изменения в 1930-х 23.4 KB
  Теперь он занимается лишь воспитанием своих членов в духе преданности делу Ленина Сталина производственной и культурновоспитательной работой. Со страниц газет и журналов с помощью радио советских людей убеждали в том что благодаря умелому руководству партии и Сталина страна сделала небывалые успехи в построении социализма что эти успехи могли бы быть еще больше если бы не подрывная деятельность бесчисленных врагов. В общественное сознание внедряется идея торжества марксизмаленинизма олицетворением которого стала личность Сталина....
31036. СССР в годы перестройки (1985 1991 гг.) 267 KB
  Подобная смена власти еще более подрывала авторитет и доверие к ее представителям не только со стороны граждан СССР но и мирового общественного мнения. Холодная война нанесла удар по идее естественных союзников выдвинув на первый план в США концепцию империи зла в СССР тезис о кровавом империализме . С периодом холодной войны совпало существование биполярной структуры СССР США которая привела к соперничеству двух стран и непрерывной гонке вооружений. Продолжавшаяся гонка вооружений не только изматывала экономику СССР но и подрывала...
31037. СТОРОННИКИ ПЕРЕСТРОЙКИ ПРАВЫЕ РЕФОРМАТОРЫ ВЫСТУПАВШИЕ ЗА РЕФОРМЫ, НО НЕ В ГОРБАЧЕВСКОМ ВАРИАНТЕ 52.5 KB
  АЛЬТЕРНАТИВЫ ПОЛОГЕТЫ СТАРОЙ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ БЕЗ ВСЯКИХ РЕФОРМ СТОРОННИКИ ПЕРЕСТРОЙКИ ПРАВЫЕ РЕФОРМАТОРЫ ВЫСТУПАВШИЕ ЗА РЕФОРМЫ НО НЕ В ГОРБАЧЕВСКОМ ВАРИАНТЕ Полозков Чебриков Валентин Зорин глава ВС СССР Лукьянов член Политбюро Шенин а также члены ГКЧП Горбачев Яковлев Рыжков и др. СССР в годы Перестройки. ОПРЕДЕЛЕНИЯ: Перестройка – это политикоэкономический и социальный курс на реформирование тоталитарной системы в СССР проводимый руководством КПСС во главе с М. Горбачёвым во второй половине 1980х в СССР и...
31038. Внешняя политика СССР в годы Перестройки 48.5 KB
  Внешняя политика СССР в годы Перестройки ОПРЕДЕЛЕНИЯ: Холодная война – геополитическая экономическая и идеологическая конфронтация между странами первого капиталистического лагеря и второго социалистического лагеря мира и их союзниками длившаяся с середины 1940х гг. до развала СССР. и характеризующегося отказом от удержания любой ценой в сфере своего влияния восточноевропейских и иных зависимых от СССР стран. ПЕРСОНАЛИИ: ШЕВАРДНАДЗЕ Эдуард Амвросиевич – член Политбюро ЦК КПСС и по совместительству Министр иностранных дел СССР в...
31039. История постсоветской России 51.5 KB
  Распад СССР означал для России резкое сокращение экономического потенциала и обороноспособности страна оказалась отодвинутой на северовосток в глубь Евразии потеряв половину морских портов и торговый флот на западе Прибалтика и юге Украина Закавказье. Он давал соседям России возможности использовать в своих интересах ее неожиданную и временную слабость и на переговорах шел на значительные уступки особенно Соединенным Штатам. В конце 1991 – начале 1992 Ельцин сделал специальное заявление что ядерные ракеты отныне не направлены на США...