Определение емкости конденсатора и батареи конденсаторов

2.1. Цели и задачи работы

Целью работы является:

– Изучение метода определения емкости конденсатора посредством измерения тока разрядки.

Задачей работы является:

– Определение ёмкости конденсатора и батареи из двух конденсаторов при их параллельном и последовательном соединении.

2.2. Теоретические положения

Рассмотрим электрическую схему, состоящую из конденсатора или батареи из двух конденсаторов при их параллельном и последовательном соединении. Электрическая схема лабораторного модуля изображена рис. 6. Внутри лабораторного модуля на печатной плате смонтированы: поляризационное реле типа РПС-32А, а также два конденсатора. Конденсаторы подключаются к источнику питания с помощью гибких выводов со штекерами. К гнездам «РА» подключается микроамперметр. Один из гибких выводов подключён через поляризационное реле, а второй – непосредственно к источнику тока. Переменное питание на реле подается через тумблер «РПС» и кнопку «К» с нормально разомкнутыми контактами.

В первую половину периода замыкаются контакты реле, через которое подается напряжение на гибкие выводы, и конденсатор заряжается. Контакты, в цепь которых включен микроамперметр, разомкнуты. Во вторую половину периода размыкаются контакты реле, через которые подается напряжение на конденсатор, и замыкаются контакты, через которые к заряженному конденсатору подключается измерительный прибор. Этот процесс проходит с частотой питания обмотки поляризационного реле, равной 50 Гц.

Рис. 5. Зависимость силы тока от времени в конденсаторе

За время Т, равное периоду перезарядки конденсатора, через микроамперметр пройдёт заряд Q, величина которого определяется площадью (рис. 5), ограниченной кривой тока разряда конденсатора и осью времени t. С другой стороны, Q можно определить через площадь, ограниченную прямой I = const и осью времени t в пределах периода перезарядки конденсатора.

Здесь I – среднее значение тока, которое показывает микроамперметр. Обе площади, выделенные на рис. 5, равны, следовательно, можно записать

.

(2.1)

Напряжение U, заряд конденсатора Q и ёмкость конденсатора С связаны известным соотношением

Приравнивая (2.1) и (2.2), а также учитывая соотношение n = 1/ Т, где n – частота перезарядки конденсатора, равная частоте питания поляризационного реле 50 Гц, получим формулу для расчёта ёмкости конденсаторов или их соединений

.

(2.3)

Приведем формулы для последовательного и параллельного соединенных конденсаторов расчетной емкости.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: