Ballisztikus módszer - studopediya
Számos módszer a kapacitív mérési: módszer az elektrosztatikus voltmérőt, egy AC híd módszerrel, ballisztikus galvanométer. A töltés a C kondenzátor a definíció szerint (1) mérhető a galvanométer üzemeltethető ballisztikus módban, egy feszültség - áram forrás történő kibocsátás előtt.
Úgynevezett galvanométerek mérésére szolgáló eszközök kis áramokkal (vagy feszültségek) nagyságrendű 10 -6 ¸ 10 -12 A (10 -6 ¸ 10 -10). A legfontosabb része a magnetoelektromos galvanométerrel rendszer van felfüggesztve függőleges szálat keret, helyezzük területén állandó mágnes speciális pólus darab. Amikor az áram folyása frame interakció a mágneses mezők a jelenlegi és az állandó mágnes hatására a keret mozogni. Egy keret ragasztott a nyíl (tükör, hogy tükrözze a gerenda) lehetővé teszi, hogy mérjük a forgatási szög a keret. A ballisztikai galvanométer a kerethez van felfüggesztve egy üreges henger lágyvas, ami növeli annak tehetetlenségi nyomatéka. Továbbá, a közeli mező tekercsek válik radiálisán szimmetrikus.
Amikor áram folyik a keretben kell alkalmazni:
a) a nyomaték M1. eredő mágneses mező a mágnes az aktuális;
b) az idő az M2. miatt a csavaró a szuszpenzió menet;
c) A fékezési nyomaték M3. hatásának meghatározására egy mágnes az indukált áram a tekercsben a forgatás során.
Abban a pillanatban, súrlódás miatt kicsinysége (Mtr <<М1 ; М2 ; М3 ), пренебрегают.
Ha B - mágneses indukció a rés, N - a fordulatok száma a tekercsben, S - tekercselési terület, D - nyomaték csavaró a szuszpenzió forgó keret egységben szög, R - ellenállás galvanométer áramkör, i - a átfolyó áram a tekercs, ii - indukciós áram; . - az elfordítási szög, és a szögsebesség, pillanatok fent említett egyenlő:
Az egyenlet a mozgás a galvanométerrel keret tehetetlenségi nyomatékot:
Ha a folyosón a kondenzátor kisülési áram segítségével a keret jelentősen rövidebb, mint az időszak a saját rezgések (t <<Т), то с достаточной степенью точности можно считать, что за это время t рамка практически не успевает выйти из положения равновесия. При этом из уравнения движения приближенно получим:
I = BSNit = BSNq (5)
ahol q - a átáramló töltést a keret, - a szögsebesség a keret,
- egy állandó tényezőt meghatározni eszköz jellemzőit.
A mozgási energia megszerzett miatt a folyosón a jelenlegi keret (veszteségek nélküli) a maximális eltérítési alakítjuk potenciális energia örvénylő a szuszpenzió:
ahol - a maximális szöget az első alakváltozás.
Egyenletekből (6) és (7), azt találjuk:
(8) az következik, hogy a töltés, amely áthaladt a keret, az első arányos az elhajlását.
Eltérés a keret egy ballisztikus galvanométert arányos a lehajlás a galvanométert tűt, így tudjuk írni a kapcsolat:
ahol n - száma osztásnyi amelyen eltér a galvanométer tűt,
A - a ballisztikus galvanométerrel állandó (skála medál / osztás).
A konstans A kísérleti úton határozzuk meg. Seth ismert kondenzátorok kapacitása. terhelik a potenciális különbség U. kiürítse a ballisztikus galvanométerrel. A n értéke összhangban (9) és (1) kiszámítjuk ballisztikai állandó:
KÍSÉRLETI: Kísérleti ustanovkasobiraetsya az áramkör az ábrán látható. A pontozott vonal van emelve szerelőlap. Szeggel nyomógombok P, K és csatlakozások az eszközöket. A vizsgálati C kondenzátor van töltve szabályozott feszültségforrást (IRN). A kondenzátor feszültsége mérjük a voltmérő V. megnyomja a P gombot a kondenzátor kisülési keresztül történik galvanométeren G. rögzíti a osztások száma az első alakváltozás irányba. Ezt követően, a mutató oszcillál. Megállítani annak szükségességét, hogy az áramkör a galvanométer mutatója, amikor áthalad a nulla pont gomb K. skálán mért értékek kiszámítása kapacitás:
1. előnézete gombok az áramkörben csatlakozókapcsok és a szerelőlap, a feszültségforrás kontrollok.
2. Határozza meg a ballisztikus galvanométer állandó A. Ahhoz, hogy ez a mérés során az ismert referencia kondenzátorok kapacitása Ce. Mérések eltérések a galvanométer n termelni, legalább 10-szer különböző mérési feszültség U. A rögzített eredmények az 1. táblázatban Számítsuk ballisztikai konstans értéket a következő képlet szerint minden egyes mérés esetében, és hogy megtalálja az átlagos értéket ASR. Számoljuk ki a mérési bizonytalanságot a ballisztikus állandó A.
3. Határozza meg a kondenzátor két különböző kondenzátort felváltva beleértve azok áramkört. Méréséhez ez az eltérés az n különböző értékeire U (legalább öt számít). A mérési eredményeket a 2. és 3. táblázatban.
4. Mérje meg az akkumulátor kapacitása a két kondenzátor, amikor a párhuzamos és soros kapcsolatok. A mérési eredményeket a 4. és 5. táblázatban.
5. Számítsuk átlagok kapacitások C1. C2. Sposl. és a Spar és a véletlen mérési hibákra.
6. Rate műszer mérési hiba kondenzátorok C1. C2. Sposl. és a Spar, hasonlítsa össze őket a véletlen hibák és rögzíti a végső mérések eredményeit.
7. értékeit számítjuk ki az akkumulátor kapacitás párhuzamos és szekvenciális Spar Sposl összekötő kondenzátorok a megfelelő képletek (2,3).
8. A számított és kísérleti értékek képest helyezzen a 6. táblázatban.
9. következtetéseket levonni.
Megjegyzés: Annak érdekében, hogy csökkentsék a hiba meghatározására feszültség C van megválasztva, hogy az első alakváltozás galvanométeren legalább 7-10 megosztottságot.
Értékek ballisztikus galvanométer konstans A. 1. TÁBLÁZAT
1. Mit jelent a kapacitás? Mi a kondenzátor?
2. Mi az az elv mérőedényként ballisztikus módszerrel.
3. megjelenítése, amit levezetett egyenletek egy kifejezés az állandó ballisztikus galvanometer.
4. Írja le, hogyan határozza meg a ballisztikus galvanométerrel állandó végre a laborban.
5. Igazoljuk, képlete: a kondenzátor kondenzátorok sorba kapcsolt.
6. Bizonyítsuk képlete: a kondenzátor kondenzátorok párhuzamosan kapcsolva.
1. Trofimova TI Fizika persze. M. Vyssh.shk. 1985 11. fejezet, §§ 91-93.
3. Workshop on általános fizika. Ed. prof. V.F.Nozdreva. M. "felvilágosodás", 1971 Ch.III, p.180.