Вимірювання ємності

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 φ_А (в точці А) та φ_В (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.