Съществуват няколко метода за измерване капацитет: метода на електростатичния волтметър, метод ав мост, балистичен галванометър. Зареждането на кондензатора С съгласно определението (1) може да бъде измерена чрез галванометър работи в режим балистична, напрежение - източник ток преди да бъдат изхвърлени.
Наречен галванометри устройства за измерване на малки токове (или напрежение) от порядъка на 10 -6 ¸ 10 -12 А (10 -6 ¸ 10 -10). Основната част от magnetoelectric система галванометъра е спряно на вертикалната рамка с нажежаема жичка, поставена в областта на постоянен магнит със специални полюси. Когато потокът на текущата рамка взаимодействие на магнитните полета на тока и постоянния магнит създава рамката, за да се движат. Една конструкция, свързана с стрелка (огледалото да отразява лъча), дава възможност за измерване на ъгъла на въртене на рамката. Балистичен галванометър на рамката е спряно от кух цилиндър от меко желязо, което увеличава неговата инерционен момент. Освен това, в близост до поле намотки става радиално симетричен.
Когато протича ток в рамката ще се прилагат:
а) въртящ момент М1. в резултат от магнитното поле на магнита на тока;
б) по време на М2. дължи на завъртане на резба суспензия;
в) спирачния момент М3. определянето на ефекта от магнит на индуцирания ток в бобината по време на неговото въртене.
В момента на триене поради своята незначителност (MTR <<М1 ; М2 ; М3 ), пренебрегают.
Ако В - магнитна индукция в процепа, N - броят на завъртанията на намотка, S - намотка площ, D - въртящ момент усукване на суспензията чрез завъртане под ъгъл рамка единица, R - съпротивление галванометър верига, и - на ток, преминаващ през бобината, II - индуциране на ток; , - ъгъл на завъртане и ъглова скорост, моменти, споменати по-горе са равни на:
Уравнението на движение на рамката на галванометъра с инерционен момент I:
Ако преминаването на разряден ток кондензатор през рамката значително по-кратък от срока на собствените трептения (т <<Т), то с достаточной степенью точности можно считать, что за это время t рамка практически не успевает выйти из положения равновесия. При этом из уравнения движения приближенно получим:
I = BSNit = BSNq (5)
където р - таксата минаваща през рамката - ъгловата скорост на рамката,
- постоянен коефициент определя характеристики на устройството.
Кинетичната енергия се дължи на преминаването на текущия кадър (без загуби) при максимална деформация се превръща в потенциална енергия завихряне на спирането:
къде се намира - максималният ъгъл на първата деформацията.
От уравнения (6) и (7), намираме:
От (8) следва, че обвинението, което е преминало през рамката, първото пропорционална на деформация.
Отклонение на рамката в балистичен галванометър е пропорционална на деформация на игла галванометър, така че ние може да пише на връзката:
където п - броят на градуирани, на която се отклонява стрелката на галванометъра,
А - балистична галванометър константа (мащаб висулка / участък).
Постоянното А се определя експериментално. Сет известен кондензатор капацитет. за сметка на потенциална разлика U. изпуска през балистичен галванометър. От стойността на п в съответствие с (9) и (1) изчисляване на балистични постоянно:
ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА: Експериментална ustanovkasobiraetsya веригата е показано на фигурата. В пунктираната линия е подчертана монтажна планка. Тя закрепени бутони P, K, и терминали за свързване на устройства. тест кондензатор С, се зарежда регулиран източник на напрежение (IRN). Напрежението през кондензатора се измерва с волтметър V. С натискане на бутона P настъпва изхвърлянето на кондензатор през галванометъра Г. определя броя на районите в първата посока деформация. След това показалецът се колебае. За да спрете необходимостта от завършване на веригата на показалеца на галванометър, когато преминават през нула бутон позиция на К. скалата на измерените стойности се изчислява капацитет:
1. Преглед на бутони с клемите на схема за свързване и монтажната плоча, контрол на източника на напрежение.
2. Определяне на балистични галванометър постоянна А. За да се измервания с известни позоваване кондензатор капацитет Се на. Измерванията на отклонения на галванометър п да произвеждат най-малко 10 пъти по различно измерване на напрежение U. Резултатите записани в таблица 1. Изчисли балистична постоянна стойност по формулата за всяко измерване, и да определят средна ASR стойност. Изчислете отклонението при измерване на балистична постоянен А.
3. Определяне на капацитет на две различни кондензатори с редуване включително тяхната верига. За измерване на това отклонение п за различни стойности на U (поне пет брои). Резултатите от измерването се записват в таблици 2 и 3.
4. Измерете капацитета на батерията на двете кондензатори, когато те са паралелни и последователни връзки. Резултатите от измерването се записват в таблици 4 и 5.
5. Изчислете средни капацитети С1. C2. Sposl. и Spar и случайни грешки на измерване.
6. Скорост на грешка на измерване инструмент капацитети С1. C2. Sposl. и Spar, сравнете ги с случайни грешки и да записва окончателните резултати от измерванията.
7. изчисляват стойностите на капацитета на батерията в успоредни и последователни Spar Sposl свързващи кондензатори на съответните формули (2,3).
8. изчисляват и експериментални стойности за сравнение поставят контейнери в Таблица 6.
9. направят изводи.
Забележка: За да се намали грешката при определяне на напрежение C е избран така, че първото отклонение галванометъра е най-малко 7-10 разделения.
Стойности балистична галванометър постоянна А. Таблица 1
1. Какво се има предвид с капацитет? Какво е кондензатор?
2. Какво е на принципа на измерване на контейнери балистична метод.
3. Покажи на какво уравнения, получени израз за постоянното балистичен галванометър.
4. Опишете как да се определи балистичен галванометър константа извършва в лабораторията.
5. Докажете формула за изчисляване на капацитет на кондензатори, свързани в серия.
6. докаже формула за изчисляване на капацитет на кондензатори, свързани в паралел.
1. Трофимова TI Физика разбира се. М. Vyssh.shk. 1985, глава 11, §§ 91-93.
3. Семинар на обща физика. Ед. проф. V.F.Nozdreva. М. "Просвещение", 1971 Ch.III, p.180.
Свързани статии