用电压表和停表测定电容
作者:未知来源:《高中物理学生实验》时间:2006-5-2 11:28:55阅读:
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在图4.3-4中,当两个开关都闭合时,调节R0,电源对电容C充电,直到电压表所示的电压 U稳定在6伏时,即充电完毕。然后断开开关同时按下停表测定放电时间。电容通过rg放电,回路中有电流i通过。若rg是纯电阻,电容器放电时:
Uc+rgi=0
即电容两端的电压Uc随着放电时间t的增长而不断减小,电路中的电流i也不断地减小。
回路中的电流i=dQ/dt。Q为电容器所带电量,它与电容器两端的电压UC以及电容量C的关系为:
Q=CU
所以
把i代入(1)式,则:
这是一个微分方程,当i=0,也就是电容放电之前,两端的电压UC=U,解得:
若用伏特表15伏挡量程时,电表的电阻rg=15千欧。电容充电完毕后的稳定电压U=6伏。当电压表读数随电容器放电而减少到某一值UC时,停止计时,由停表读出放电时间t。为计算方便,一般取UC=(1/2)U,(1/3)U等等。重复测量几次,取平均值,代入(2)式即可算出电容器的电容C。
该方法适用于测量电容器在400微法以上的电容器。用该方法时,电容器两端的电压可以用学生万用表的直流电压挡来测量。也可以用学生示波器来反映U/UC的比值。这样可能测得C。
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