На стенде установки расположены три переключателя. Два из них вводят в цепь конденсаторы, емкость которых нужно измерить. Третий переключатель с надписью является переключателем магазина емкостей. Около него на стенде указаны емкости конденсаторов, включаемых в мост в качестве конденсатора с известной емкостью.
Конденсаторы неизвестной емкости могут быть включены в цепь параллельно или последовательно с помощью тумблера на стенде.
На столе установлен реостат со шкалой, плечи которого можно менять, перемещая движок (Рис. 4).
Измерения проводятся в следующем порядке:
1. Получают у преподавателя задание – номера двух конденсаторов, емкость которых нужно измерить.
2. Тумблер устанавливают в положение «параллельно», и тем самым в плечо моста АЕ включаются параллельно два магазина емкостей: и (Рис. 2).
3. Левый переключатель ( ) устанавливают на заданный номер первого конденсатора. Второй переключатель - на нуль. Таким образом в мостовую схему вводится только один конденсатор с неизвестной емкостью.
4. Вводят любой конденсатор известной емкости ( ) с помощью переключателя. Медленно перемещают движок реостата, внимательно наблюдая за индикатором нуля. Важно не пропустить момент, когда стрелка индикатора будет приближаться к нулю. При дальнейшем перемещении движка стрелка подходит к нулю и затем снова отклоняется в ту же сторону, поэтому очень легко пропустить момент равновесия моста.
5. Добиваются равновесия моста, то есть находят положение движка, в котором стрелка индикатора расположена ближе всего к нулю. Если такое положение окажется близко к нулю реостата, лучше установить другое значение и повторить попытку установку на нуль.
6. Определяют общую длину реостата и измеряют длину того плеча реостата, которое подключено к конденсатору неизвестной емкости на схеме 3. Этот конец обозначен на реостате (точка А).
7. По формуле (15) вычисляют неизвестную емкость первого конденсатора .
8. Левый переключатель ставят на нуль, а второй ( ) – на заданный номер второго конденсатора. Повторяют все операции по уравновешиванию моста и определяют емкость второго конденсатора.
9. Устанавливают на заданные номера оба переключателя. Теперь конденсаторы и включены параллельно. Снова уравновешивают мост и по формуле (15) определяют емкость системы исследуемых конденсаторов, включенных параллельно.
10. Переключают тумблер в положение «последовательно» и измеряют емкость последовательно включенных конденсаторов. Вычисляют емкость также по формуле (15).
11. Поскольку емкости конденсаторов и уже измерены, можно вычислить емкость системы параллельно и последовательно включенных конденсаторов теоретически по формулам (5) и (6) и сравнить полученные результаты со значениями, полученными экспериментально (пункты 9 и 10). Полученные результаты сводят в таблицу 1.
Таблица 1
Объект измерения
, мкФ
, см
, см
, мкФ
Теоретический расчет
1-й конденсатор №……
2-й конденсатор №……
Параллельно соединенные
№… и №…
Последовательно
соединенные
№… и №…
Следует оценить погрешность каждого измерения, считая погрешность величины равной 20% номинального значения емкости и погрешность измерения длины равной 0.5 см.