 |
Емкостный элемент (конденсатор)
|
|
|
|
Лабораторная работа № 9
Тема: Измерение емкости различными методами.
Цель работы:
· Исследовать метод амперметра-вольтметра измерения электрической ёмкости конденсатора;
· Исследовать электрическую ёмкость реального конденсатора;
· Получение навыков практического моделирования в электронной среде.
Исходные данные:
· Напряжение источника (В)
· Нагрузка (конденсатор)
· Схема №1
Ход работы:
o Собрать схему №1 по предложенному чертежу;
o Установить режим исследования;
o Провести эксперимент;
o По полученным данным рассчитать электролитическую ёмкость нагрузки (конденсатора С= I /(2 π f U), где f – частота источника, U – показания вольтметра I – показания амперметра).
o Сравнить результат вычислений с действительным значением нагрузки;
o Полученные данные занести в таблицу отчета (таб. №1)
| U источника в Вольтах | Показания приборов | Расчетное значение нагрузки | Действительное значение нагрузки | |
| Амперметра | Вольтметра | |||
o Сделать вывод;
| № варианта | U источника в Вольтах* | С1 в Фарадах |
| 0,5 мкФ (μF) | ||
| 1,0 мкФ (μF) | ||
| 1,5 мкФ (μF) | ||
| 2,0 мкФ (μF) | ||
| 5,0 мкФ (μF) | ||
| 10,0 мкФ (μF) | ||
| 20,0 мкФ (μF) |
*частота источника по умолчанию - 60Гц или 50Гц
Исследование электрической ёмкости реального конденсатора
· Запустить приложение NI ELVIS 
;
· На появившейся панели инструментов
запустить Digital Multimetr;
· Запустить приложение Digital Multimetr;
· установить в разъёмы ELVIS рабочего макетного поля исследуемый конденсатор (строго соблюдая полярность при измерении электролитических конденсаторов);
· Включить ELVIS в рабочий режим посредством включения выключателей на тыльной и лицевой панели ELVIS;
|
|
|
· 
· Включить мультиметр в режим измерения ёмкости конденсатора 
и нажав клавишу 
произвести измерения;
· Данные эксперимента записать в таблице №2
| № | Результат исследования | Результат исследования |
· Ответить на контрольный вопрос.
Какие паразитные характеристики есть у конденсаторов?
Содержание отчета
№ и Тему лабораторной работы.
Цель работы.
Исходные данные варианта.
Краткое выполнение работы (расчеты и определения)
Схемы экспериментов.
Результаты вычислений.
Результаты измерений.
Выводы.
Ответ на контрольный вопрос.
(Какие паразитные характеристики есть у конденсаторов?)
Теория:
Емкостный элемент (конденсатор)
Условное графическое изображение конденсатора приведено на рис. 3,а.
Конденсатор – это пассивный элемент, характеризующийся емкостью. Для расчета последней необходимо рассчитать электрическое поле в конденсаторе. Емкость определяется отношением заряда q на обкладках конденсатора к напряжению u между ними
и зависит от геометрии обкладок и свойств диэлектрика, находящегося между ними. Большинство диэлектриков, используемых на практике, линейны, т.е. у них относительная диэлектрическая проницаемость 
=const. В этом случае зависимость 
представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, (см. рис. 3,б) и
.
У нелинейных диэлектриков (сегнетоэлектриков) диэлектрическая проницаемость является функцией напряженности поля, что обусловливает нелинейность зависимости (рис. 3,б). В этом случае без учета явления электрического гистерезиса нелинейный конденсатор характеризуется статической 
и дифференциальной 
емкостями.
Для измерения параметров конденсаторов применяются методы вольтметра - амперметра, непосредственного измерения при помощи микрофарадметров, сравнения (замещения), мостовой и резонансный.
|
|
|
Напряжение, приложенное к конденсатору при любом его испытании, не должно превосходить допустимого рабочего напряжения. Если в процессе испытания конденсатор заряжается до значительного напряжения, необходимо производить его разряд по окончании испытания (например, с помощью кнопки, включённой параллельно конденсатору).
|
|
|
