• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

ВИЗНАЧЕННЯ ЄМНОСТІ КОНДЕНСАТОРА.

1. Теоретичні відомості.

Електроємність провідника чисельно дорівнює величині заряду, який потрібно надати провіднику для збільшення його потенціалу, на одиницю:

. (1)

Електроємність (скорочено просто ємність) провідника залежить від його форми та розмірів, діелектричних властивостей оточую­чого середовища, а також від розташування провідника відносно інших провідників. Електроємність провідника зростає при наближенні до нього інших провідників. Цей факт використовується у пристроях, названих конденсаторами, які можуть накопи­чувати (конденсувати) заряди, маючи внаслідок цього значно більшу ємність в порівнянні з відокремленим провідником. Конденсатор складається з двох близько розташованих один до одного провідників (обкла­док), розділених шаром діелектрика. Дуже важливим є та обста­вина, що електричне поле конденсатора зосереджене майже цілком між його обкладками, так що ємність конденсатора не залежить від наявності поблизу інших провідників і діелектриків. Якщо створити деяку різницю потенціалів між обкладками конденсатора, то на кожній з обкладок виникнуть рівні за величиною заряди протилежних знаків. Фізична величина, яка чисельно дорівнює відно­шенню заряду однієї з обкладок конденсатора до різниці потен­ціалів між обкладками називається ємністю конденсатора:

(2)

Ємність конденсатора може бути виміряна кількома різними способами. В даній роботі вимірювання ємності проводиться балістичним методом на основі співвідношення (2) за допомогою гальванометра, призначеного для вимірювання кількості електрики. В гальванометрі такого типу значно збільшений момент інерції його рухомої частини у порівнянні із звичайним магнітоелектричним гальванометром, внаслідок чого тривалість імпульсу струму, який протікає через рамку гальванометра, набагато менша, ніж період власних коливань рамки. При такій умові перше найбільше відхилення рамки після протікання струму пропорційне кількості електрики, яка пройшла через рамку:

(3)

де – стала гальванометра. Знаючи сталу гальванометра, можна за максимальним кутом відхилення рамки визначити заряд конденсатора, розряджаючи його через гальванометр. За величиною заряду та відповідною напругою на зарядженому конденсаторі можна обчислити ємність конденсатора за формулою (2).

2. Опис схеми вимірювання

На рис. 1 зображена схема визначення ємності конденсаторів,

де Г – гальванометр, С – досліджуваний конденсатор, R – потенціометр, – джерело постійної напруги, V – вольтметр, П – перемикач, К – ключ. Коли перемикач замкнено на клеми 1 та 2, відбувається зарядка конденсатора. При замиканні конденсатора на клеми 5 та 6 конденсатор розряджається через гальванометр, внаслідок чого рамка гальванометра повертається на певний кут. Кутове відхилення рамки гальванометра відраховується по його лінійній шкалі. Згідно з (3) заряд конденсатора пропорційний максимальному зміщенню покажчика гальванометра по шкалі:

,

де – максимальній показ гальванометра при розрядці конденсатора.

3. Порядок виконання роботи

1. Зібрати схему згідно з рис. 1, включивши еталонний конденсатор з відомою ємністю .

2. Проградуювати гальванометр. Для цього за допомогою потенціометра встановити на клемах 1 та 2 яку-небудь початкову напругу, наприклад, 10 В. Зарядити конденсатор, з’єднавши за допомогою перемикача клеми 3 та 4 з клемами 1 та 2. Розрядити конденсатор, з’єднавши перемикачем клеми 3 та 4 з клемами 5 та 6. Під час розрядки конденсатора через гальванометр відмітити ту найбільшу поділку шкали, до якої відхилиться покажчик (стрілка) гальванометра. Повторити дослід при різних напругах, збільшуючи напругу для кожного наступного досліду на 10 В.

3. Побудувати графік градуювання гальванометра, тобто графік залежності максимального відхилення рамки гальванометра від величини заряду .

4. Підключити до клем 3 та 4 конденсатор невідомої ємності. Розряджаючи конденсатор через гальванометр, знайти максимальні покази гальванометра для декількох різних напруг. По графіку градуювання визначити відповідні цим напругам величини заряду
конденсатора і за формулою (2) обчислити його ємність для кож­ного досліду. Знайти середнє значення ємності.

5. Повторити виміри і провести обчислення для іншого кон­денсатора невідомої ємності, а також для послідовного та пара­лельного з'єднання двох конденсаторів. Знайдені значення ємно­стей паралельно та послідовно з'єднаних конденсаторів порівняти з результатами обчислень за формулами:

6. Використовуючи графік градуювання, визначити постійну гальванометра.

2.05 ВИМІРЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧИХ ОПОРІВ ЗА ДОПОМОГОЮ МІСТКОВОЇ СХЕМИ

1. Теоретичні відомості.

Вимірювання опору за допомогою місткової схеми постійного струму полягає у порівнянні невідомого опору з еталонним опором . Суть метода вимірювання зручно розглянути на при­кладі місткової схеми, яку називають містком Уітсона. Місток Уітстона (рис. 1) складається з реохорда АС, гальванометра Г і двох опорів – еталонного та невідомого опору , який необхідно виміряти. Реохорд являє собою натягнуту вздовж масштабної лінійки однорідну дротину, по якій може переміщу­ватись ковзаючий контакт Д. До реохорда підключено джерело постійного струму . Ділянка схеми ВД з гальванометром, яка з’єднує реохорд з точкою В, називається містком. Цей термін і дав назву всій схемі – місткова схема.

Місток ВД може бути також і більш складною ділянкою схеми, на якій, крім гальванометра є ще й опори.

Процес вимірювань за допомогою місткової схеми полягає у тому, щоб домогтись, переміщуючи по реохорду контакт Д, рів­ності нулю сили струму на ділянці ВД. В такому випадку різ­ниця потенціалів між точками В і Д згідно із законом Ома дорівнює нулю:

Якщо струм через гальванометр дорівнює нулю, то міст нази­вається зрівноваженим. Умовою зрівноважування моста є співвід­ношення:

(1)

де і – опори ділянок реохорда АД і ДС відповідно. Дійсно, згідно з другим правилом Кірхгофа для будь-якого замкненого контура сума спадів напруг на всіх ділянках контура дорівнює сумі електрорушійних сил джерел струму, які зустрічаються у цьому контурі:

(2)

(Спадом напруги на ділянці контура називається добуток сили стру­му на опір ділянки). Застосувавши це правило для контурів АВД і ВСД місткової схеми при умові зрівноваженості моста, тобто при відсутності струму на ділянці ВД, і з врахуванням того, що у названих контурах нема джерел струму, одержимо:

(3)

(4)

Необхідно звернути увагу на те, що у вузлі А струм розгалужу­ється на та , а через опори і йде однаковий струм , не розгалужуючись у вузді В, оскільки на ділянці ВД струм . З рівнянь (3) і (4) отримаємо співвідношення (1).

2. Опис схеми вимірювання

Практична схема вимірювань містка Уітстона відрізняється від принципової схеми, зображеної на рис. 1, тим, що в ній ві­домим опором є магазин опорів. У схемі використовується стрілочний гальванометр магнітоелектричної системи, в якому нульова поділка знаходиться посередині шкали і стрілка може відхилятися в обидві сторони. Оскільки опори ділянок реохорда АД і ДС пропорціональні їх довжинам згідно з формулою , то відношення можна замінити на і співвідношення (1) приймає вигляд:

. (5)

3. Порядок виконання роботи

1. Зібрати схему згідно з рис. 1.

2. Встановити на середину реохорда контакт Д і включити в мага­зині опір у декілька десятків Ом. Замкнути на короткий час коло. При цьому стрілка гальванометра відхилиться від нуля.

3. Поступово змінюючи величину опору в магазині, домогтись міні­мального відхилення стрілки гальванометра при нерухомому кон­такті Д.

4. Переміщенням контакту Д вивести стрілку гальванометра на нуль. В цьому положенні відрахувати по масштабній лінійці реохор­да довжини та .

5. Такі вимірювання провести для кожного з двох опорів та , а також при їх послідовному та паралельному з'єднанні. Обчис­лити виміряні опори за формулою (5).

6. Перевірити формули:

7. Оцінити похибки вимірювань.

Переглядів: 11365