condensatoare elektroomkosti de măsurare.
Obiectiv: Familiarizarea cu una dintre metodele de investigare conductoare de capacitate (condensatoare). Măsurarea capacității electrice a condensatoarelor și bănci de condensatoare de un galvanometru oglindă. Verificarea formule de calcul pentru capacitate în condensatoare paralele și conectate în serie.
Instrumente și accesorii: oglindă galvanometru, voltmetru, condensator de referință, comutator bipolar, condensatoare electrice de capacitate necunoscut, sursa de alimentare, cablurile de conectare.
Orice conductor izolat în cazul în care informa sarcina electrica, este capabil să se acumuleze. Cantitativ caracterizează această proprietate cantitate fizică - capacitate electrică (capacitate electrică) conductor.
Proprietatea de a acumula sarcină electrică are, de asemenea, un condensator. Condensatorul este un dispozitiv care este format din două conductoare separate printr-un izolator, a cărui grosime este mult mai mici, conductori de dimensiuni geometrice. Conductorii care formează un condensator, numite plăci. Forma plăcilor de condensatori sunt împărțite în sferice, cilindrice și plane; de tipul de dielectric - pentru aer, hârtie, mică, electrolitic, și altele.
Un condensator conectat la sursa de alimentare, capabile să se acumuleze pe plăcile lor, spre deosebire de sarcinile electrice și q + = | q- | = Q. Capacitatea electrică a condensatorului se numește o cantitate fizică egală cu raportul dintre taxa pe plăcile condensatorului la diferența de potențial dintre plăcile condensatorului
capacitanță electrică a condensatorului depinde de forma și dimensiunile geometrice (suprafață) ale plăcilor, proprietățile dielectrice și grosimea acesteia. capacitanță electrică este măsurată în farazi. Farad este foarte mare unitate de măsură. Capacitatea electrică condensator este de obicei mai multe ordine de mărime mai mică capacitate electrică în 1F. Prin urmare, în practică, o unitate de măsură a capacității electrice mai mici - uF, nF, pF (= 10 -6 1mkF F 1 nF = 10 -9 F, 1 pF = 10 -12 F).
condensatoare interconectate pot fi conectate în diverse moduri - serie, în paralel sau combinate. Un set de condensatoare conectate între ele în nici un fel se face referire la bateria de condensatoare. În paralel a capacității electrice a bateriei de condensatoare este egală cu valoarea de condensatoare electrice de putere:
Într-o conexiune serie de condensatoare reciprocă a capacității electrice a unei bănci condensator este egală cu suma reciprocă a capacității electrice a condensatoarelor:
Se măsoară capacitatea electrică a condensatorului poate fi prin diverse metode (metoda de substituție metoda de pavaj și altele.). O metodă relativ simplă, care este utilizat pentru a determina condensatoarele de capacitate electrică, metoda este balistică oglindă de galvanometru.
Metoda se bazează pe următoarele legi stabilite. taxa condensator electric comunicat de la sursa de alimentare la o tensiune fixă, proporțională cu capacitatea electrică a condensatorului:
În cazul în care condensatorul încărcat după deconectarea de la sursa de alimentare, să se descarce prin galvanometru, abaterea „iepuras“ va fi proporțională cu taxa, care a fost raportată condensator:
unde A este o constantă a galvanometru, numărul n de diviziuni pe scara la care galvanometru deviate „iepuras“ lumina. Galvanometrului oglinda îndeplinește rolul unui indicator luminos „iepuras“ magnitudine mai mare decât taxa trece prin galvanometru, cât este mai mare numărul de fisiuni deviază „iepuras“ pe cadranul instrumentului de la diviziunea zero.
Din formulele (5) și (6) rezultă că capacitatea electrică a condensatorului CX necunoscută poate fi calculată conform formulei
Trebuie să știi constanta galvanometru și tensiunea la care încărcarea condensatorului. constanta galvanometru poate fi determinată printr-un condensator de referință (mai jos de referință va înțelege că, cunoscut condensator capacitate electrică). Formulele folosind (5) și (6) obținem
în cazul în care C0 - capacitatea electrică a condensatorului de referință, N0 - numărul de diviziuni pe scara la care galvanometru deviate „iepuras“ lumina. Din formulele (7) și (8) rezultă că, pentru a determina capacitatea electrică necunoscută a condensatorului de oglinda galvanometru nu este necesar să se cunoască valoarea numerică a galvanometru constantă (A). Într-adevăr, după înlocuirea cu formula (8) în (7), avem
Formula (9) este o formulă de calcul pentru identificarea capacitatii electrice a condensatoarelor cu un galvanometru oglindă.
Ordinea de performanță
Asambla circuit electric, conform schemei circuitului prezentat în Fig.1. Acolo ε- sursa de curent, R- reostat (R = 100 ohmi), voltmetru U- bipolară cheie K, galvanometru G- C condensator. (Atunci când trebuie să fie respectate conectate condensatoare electrolitice polaritate.) La începutul unui lanț includ condensator C0 referință = 10 uF.
Setați tensiunea de aproximativ 1,5 și să-l mențină constantă pentru toate măsurătorile.
Primul comutator de transfer 1-2 timp de câteva secunde pentru a încărca condensatorul de la sursa de alimentare, apoi traduce-o în poziția 5-6. Condensatorul este descărcat prin galvanometru, iar „iepuras“ lumina să se abată de la un număr diviziuni N0. Măsurătorile petrec 10 de ori. Rezultatele sunt înregistrate în tabel. Găsiți valoarea medie
Înlocuiți condensatorul de referință în circuitul electric necunoscut capacitate condensator. Se efectuează toate operațiunile care sunt indicate la punctul 3. Găsiți valoarea medie
Conectați condensatori în paralel (figura 2) și pentru a măsura capacitatea electrică de condensatoare. Se efectuează toate operațiunile care sunt indicate la punctul 3. Găsiți valoarea medie
Conectați condensatoarelor în serie (circuitul 3) și se măsoară capacitatea electrică de condensatoare. Se efectuează toate operațiunile care sunt indicate la punctul 3. Găsiți valoarea medie
Se calculează eroarea de măsurare în conformitate cu formula:
în cazul în care Δnh iΔn0 - eroarea de măsurare absolută a deformarea „iepuras“ lumina pentru condensatori necunoscute și de referință. Eroarea absolută se calculează prin formulele pentru măsurarea directă (luată egală cu fiabilitate α = 0,95);
Definirea capacității electrice condensator conductor izolat. Pe ce valori depind de capacitate electrice conductori, condensatoare.
Din ce motive pot fi clasificate condensatori.
Formulele pentru calcularea capacității electrice a bateriei de condensatoare în paralel și secvențiale compușii acestora.
Formula pentru calcularea capacității electrice a unui plan, cilindric și condensatori sferice.
Formulele pentru calcularea energiei condensatorului încărcat (de exemplu, un condensator plat).