Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки

Для измерения емкости конденсатора при помощи переменного напряжения необходимо измерить напряжение, приложенное к конденсатору, и значение тока, протекающего через конденсатор. Далее по формуле (14.15) определяют значение неизвестной емкости.

ТумблерS₂(см. рис. 2.2) позволяет подавать в измерительную цепь переменный ток промышленной частоты или ток переменной частоты от звукового генератора. ЕмкостиC1,C2,C3,C5 - известные,C4 - неизвестная. Для этого, чтобы определить частоту промышленного (городского) тока, в цепь включается известная емкость С5. Тогда частоту тока можно определить по формуле (14.16).

Порядок выполнения работы

1. Для определения частоты городского тока соберите схему (рис. 14.2), и тумблером S3 включите в цепь известную ёмкость (C5).

2. Включите установку в городскую сеть. Для этого тумблер S2 установите в положение «СЕТЬ», затем тумблером S1 замкните цепь. Произведите несколько измерений тока I_эф и напряжения U_эф при разных значениях сопротивления реостата R. Результаты измерений занесите в таблицу 14.1.

3. Для определения неизвестной емкости конденсатора не меняя положения тумблера S2, переключением тумблеров S3 и S4 включите в цепь конденсатор С4, емкость которого неизвестна. Измерения проведите также, как в предыдущем случае. Результаты занесите в таблицу 14.2.

4. Для определения емкости комбинированного соединения конденсаторов не меняя положения других тумблеров, тумблером S4 включите в цепь соединение конденсаторов С1, С2, С3. Порядок измерения прежний. Результаты занесите в таблицу 14.3.

5. Изучите зависимость реактивного сопротивления конденсатора от частоты тока. Для этого движок реостата установите в крайнее правое положение. Установите частоту переменного тока звукового генератора равной 20 Гц. Тумблерами S1 и S4 включите в цепь конденсатор С4. Тумблер S2 поставьте в положение «ГЕН». Включите генератор в сеть тумблером, установленном на его лицевой панели. Установите на его выходе напряжение, равное 10 В (по показаниям вольтметра).

6. Изменяя частоту переменного напряжения от 20 до 2000 Гц ступенями по 200 Гц, снимите показания амперметра, поддерживая неизменным напряжение на выходе генератора. Регулировку напряжения производите ручкой «УСИЛЕНИЕ» на пульте генератора и, при необходимости, реостатом R.

7. Результаты измерений занесите в таблицу 14.4.

Таблица 14.1–Зависимость эффективного тока от эффективного напряжения на обкладках конденсатора С5

Iэф,А
Uэф,В
2·С5 Uэф,ФВ

Таблица 14.2–Зависимость эффективного тока от эффективного напряжения на обкладках конденсатора С4

Iэф,А
Uэф,В
2·fUэф, В/с

Таблица 14.3–Зависимость эффективного тока от эффективного напряжения для комбинированного соединения конденсаторов С1, С2, С3

Iэф, А
Uэф, В
2·fUэф, В/с

Таблица 14.4–Зависимость эффективного тока от частоты тока для конденсатораС4

Iэф, А
f, Гц
Iэф/2Uэф, Ом-1
2·fC5, Ф/с