Заказ работы

Заказать
Каталог тем
Каталог бесплатных ресурсов

Определение емкости конденсатора с помощью моста Сотти

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

С ПОМОЩЬЮ МОСТА СОТТИ

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение мостиковой схемы и определение с помощью ее емкости конденсатора.

2 БИБЛИОГРАФИЯ

1 Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособие для студентов втузов.- [В 3-х т.].- Т.2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика.- М.: Наука, 1989.- 496 с.

2 Трофимова Т.И. Курс физики.- М.: Высш. шк., 1998.- 542 с.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Электроемкость С проводника численно равна величине заряда, который нужно сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу: 

Емкость проводника зависит от формы, его линейных размеров и диэлектрической проницаемости среды, окружающей проводник. Еди-ницей емкости в СИ является фарада, 1 Ф - емкость проводника, в ко-тором изменение заряда на 1 кулон меняет его потенциал на 1 вольт.

Рисунок 1

В технике используют устройст-ва, состоящие из двух или более раз-ноименно заряженных проводников с равными по величине зарядами называемых конденсаторами. В зависимости от формы проводников конденсаторы бывают плоскими, сферическими, цилиндрическими и т.п. Емкость конденсатора характеризует систему обоих проводников в их взаимном расположении, а не отдельный проводник. Для практики важно уметь точно измерять величину электрической емкости конденсатора. Для этого в электротехнике используют различные методы и схемы. Наиболее точные результаты дают мостовые схемы измерения электроемкости.В данной работе для определения емкости конденсатора используют мост Сотти, схема которого изображена на рисунке1.

В схеме введены следующие обозначения:

Т - телефонные наушники,

Сх - неизвестная емкость,

С - известная емкость,

Rc - резистор с известным сопротивлением,

R - магазин резисторов.

Переменный ток в точке А разветвляется по двум направлениям АМВ и АNВ. В точке М ток вновь разветвляется, однако, если потен-циалы точек М и N одинаковы, то по участку MN ток не потечет, и в телефонные наушники сигнал, подаваемый звуковым генератором ЗГ, поступать не будет:

                           (1)

Если UM = UN , то четыре уравнения преобразуются в два:

                                                          (2)

Если через телефон ток не потечет, то конденсаторы С и Сх можно считать соединенными последовательно, и тогда q=qx. Кроме того, токи в ветвях AN и NB тоже будут равны. Разделив равенство (1) на (2), учитывая равенство токов в ветвях AN и NВ и равенство зарядов конденсаторов, получим:

    или                        (3)

Полученное выражение позволяет вычислить емкость неизвест-ного конденсатора, если в формулу (3) подставить значение сопротивления R (подобранное с помощью магазина резисторов), при котором в телефоне отсутствует сигнал.

4 ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

1 Звуковой генератор (ЗГ).

2 Эталонный конденсатор.

3 Конденсатор с неизвестной емкостью.

4 Резистор с известным сопротивлением (1000 Ом).

5 Магазин резисторов.

6 Телефон (наушники) и соединительные проводники.

5 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1 Собрать схему, изображенную на рисунке 1.

2 Записать значение С - емкости эталонного конденсатора:

(С ± DС).

3 Записать значение известного сопротивления Rc:

 (Rc ± DRc).

4 Подключить один конденсатор Сх1 и, меняя сопротивление R, добиться минимальной слышимости сигнала в наушниках. Опыт повторить три раза. Затем подключить другой конденсатор Сх2 и проделать те же операции. Те же измерения проделать при последовательном и параллельном соединении двух конденсаторов. Результаты измерений записать в таблицу 1. Вычислить Сх по формуле (3).

Таблица 1

R, Ом

<R>, Ом

Сх , Ф

1.

2.

3.

   

Сх1=

1.

2.

3.

   

Сх2=

1.

2.

3.

   

Сх послед.=

1.

2.

3.

   

Сх парал.=

5 Определить погрешности измерений для одного конденсатора.

6 Оценить границу доверительного интервала DСх при заданной надежности a по формуле

,

где следует принять R = <R>, C = <C>, Rc = <Rc>.

Для этого необходимо предварительно найти DRст (статистическое) по заданной преподавателем надежности и DRпр (приборное) по классу точности магазина резисторов, и если их величины приблизительно равны, то определить границу доверительного интервала DR по формуле

,

где  

7 Сделать выводы по работе и записать окончательный результат в виде:

     

6 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Дайте определение емкости проводника, назовите единицы ее измерения в системе СИ.

2 Напишите электроемкости плоского конденсатора и шара.

3 Выведите формулы емкости при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.

4 Объясните сущность мостовой схемы измерения емкости, перечисли-те ее достоинства и недостатки.

5 Объясните методику оценки погрешности измерения емкости конденсатора в данной работе.



Размер файла: 77 Кбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров