Мета роботи: вивчити метод вимірювання ємності з допомогою моста змінного струму.
Прилади та обладнання: магазин ємностей, набір конденсаторів з невідомою ємністю, реохорд, джерело змінного струму, електронно-оптичний індикатор нуля (ІНО).
Для визначення ємності конденсаторів використовують мостову схему (рис. 1). Тут С – відомий, – конденсатор, ємність якого треба знайти. ІНО – індикатор нуля (показує різницю між потенціалом φА (в точці А) та φВ (в точці В)). Напруга 10 ... 20 В подається на реохорд АВ від джерела змінного струму. Принцип вимірювання ємності конденсаторів базується на знаходженні такого положення повзуна реохорда D, при якому струм через індикатор нуля відсутній .
Виведемо умови рівноваги моста. Кількість електрики, що проходить за час dt по вітці DАЕ,
r1 – опір ділянки реохорда AD.
Із визначення ємності конденсатора випливає, що
тоді
Аналогічно для вітки DВЕ:
де r2 – опір ділянки реохорда DВ.
Рис.27.1.
Із останніх двох виразів, враховуючи, що , дістанемо:
(27.1) |
Врахувавши, що
(27.2) |
де і S – відповідно питомий опір і площа поперечного перерізу дроту реохорда, а і – довжини плечей реохорда, маємо:
(27.3) |
Оскільки
то
(27.4) |
де l – довжина реохорда.