CN107894535A - 定量探究平行板电容容量的方法 - Google Patents

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    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605Measuring capacitance

Abstract

本发明属于电容检测技术领域,尤其是涉及定量探究平行板电容容量的方法;将带夹子的导线插入数字万用表Cx插槽,量程选用2nF,1nF=1×10‑9F。实验时,平行板电容器插入绝缘支架的两层,用夹子分别夹住平行板电容器的两个边缘,打开数字万用表,直接读取电容数值,变定性探究为定量探究;探究包含电容C与极板间插入的电介质、电容C与板间距离d的关系、电容C与正对面积S之间的关系;它采用平行板结构的检测装置,实现电容容量的定量探究,形象生动的演示电容容量与中间介质、电容板之间的距离以及电容面积的关系,使学生能够充分理解电容与各参数之间的关系。

Description

定量探究平行板电容容量的方法
技术领域
[0001]本发明属于电容检测技术领域,尤其是涉及定量探宄平行板电容容量的方法。
背景技术
[0002]随着电子技术的不断发展,电子设备对其内部元件的精度要求也越来越高,因此 一些电子元件在使用前,经常需要对其参数进行测量。电容作为无源器件,在电路中具有储 能、滤波、去耦等作用,在很多电子产品中,电容都是必不可少的电子元件,电容的容量是表 ^电容贮存电能大小的能力,是电容元件的一个重要参数,在传统的教学电容容量检测中 采用的都是变定性探究,存在较大误差,导致教学电容容量检测不准确。
发明内容
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种结构简单,设计合理、使 用方便的定量探究平行板电容容量的方法,它采用平行板结构的检测装置,实现电容容量 的定量探究,形象生动的演示电容容量与中间介质、电容板之间的距离以及电容面积的关 系,使学生能够充分理解电容与各参数之间的关系。
[0004]为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:定量探究设备包含U型绝缘支架、栅 格条、电容板、导电夹子、数字万用表;所述的U型绝缘支架的左右内部上固定有数个栅格 条,相邻栅格条之间的间距为10mm,且最下端栅格条与U型绝缘支架底部的间距为20mm;所 述的栅格条之间插接有一对电容板,所述的电容板的边缘通过带有连接线的导电夹子与数 字万用表连接。
[0005]定量探宄平行板电容容量的方法,其特征在于:它的探究方法为:将带夹子的导线 插入数字万用表Cx插槽,量程选用2nF (纳法),lnF= 1 X 10-9F。实验时,平行板电容器插入绝 缘支架的两层,用夹子分别夹住平行板电容器的两个边缘,打开数字万用表,直接读取电容 数值,变定性探宄为定量探宄; 01、 探宄电容C与极板间插入的电介质有关时,把最大的一对平行金属板插入支架最下 面两层,板间距离为2cm,保持正对面积不变,分别测量空气介质、玻璃介质、石膏介质、陶瓷 介质的电容并记录数据,对照几种常用的介电常数,学生可以清晰的了解平行板电容器电 容大小与极板间插入的电介质有关,电介质的介电常数越大,电容越大; 02、 探宄电容C与板间距离d的关系,取一对平行金属板插入绝缘支架下面两层,构造平 行板电容器,板间距离2cm,保持空气介质与正对面积不变,依次增大板间距离为3cm、4cm、 5cm……并测量、记录对应的电容数据,数据显示,随着板间距离的增大,电容减小;另外,可 以利用数据作C-1/d图像并拟合直线,发现C与1/d的线性关系;绘成直线没有通过坐标原 点,是由于导线间电容的影响,如果减掉这部分电容值(在“误差”中输入0.005nF进行修 正),拟合直线后的图像能在误差允许的范围内很好的反映出C与1/d的正比关系,也就是电 容与板间距离d成反比; 03、 探宄电容C与正对面积S之间的关系,四对金属板面积成倍数关系,取面积最小的两 块金属板,面积设为S,插入相邻的两个栅格中,板间距离lcrn,介质为空气,测量并记录电容 数值,更换并依次测量2S、3S、4S情况下的电容,数据反映出面积加倍,电容加倍;作C-S图 像,拟合直线,消除误差,图像就能反映出C-S的正比关系! 以上实验数据显示,在误差允许的范围内,平行板电容器的电容与板间距离成反比,与 正对面积成正比,与极板间插入的电介质有关,且与介电常数是正相关关系。
[0006] 采用上述结构后,本发明有益效果为:本发明所述的定量探究平行板电容容量的 方法,它采用平行板结构的检测装置,实现电容容量的定量探宄,形象生动的演示电容容量 与中间介质、电容板之间的距离以及电容面积的关系,使学生能够充分理解电容与各参数 之间的关系。
附图说明
[0007] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0008] 图1是本发明的结构示意图。
[0009] 图2是本发明各电介质的下所测得电容量表。
[0010] 图3是本发明表c与l/d的关系坐标图。
[0011] 图4是本发明误差修正后C与l/d的正比关系坐标图。
[0012] 图5是本发明C-S的关系坐标图。
[0013] 附图标记说明: U型绝缘支架1、栅格条2、电容板3、导电夹子4、数字万用表5。
具体实施方式
[0014]下面结合附图,对本发明作进一步的说明。
[0015]参看如图1所示,本具体实施方式采用如下技术方案:定量探究设备包含U型绝缘 支架1、栅格条2、电容板3、导电夹子4、数字万用表5;所述的U型绝缘支架1的左右内部上固 定有数个栅格条2,相邻栅格条2之间的间距为10mm,且最下端栅格条2与U型绝缘支架1底部 的间距为20mm;所述的栅格条2之间插接有一对电容板3,所述的电容板3的边缘通过带有连 接线的导电夹子4与数字万用表5连接。
[0016]定量探究平行板电容容量实验器械准备: 001、 带有电容测量功能(Cx插孔)的数字万用表,并配备一端带有夹子导线; 002、 圆形的平行板电容器改为成对的矩形平行金属板四组,面积成比例变化,分别为 S、2S、3S、4S; 0〇3、介质板采用生活中容易获取的玻璃板,石膏板,陶瓷板各一个,规格大约30cmX 40cm; 004、自制绝缘支架,长宽高规格大约40cmX3〇cmX 12cm,宽度以能方便的插入介质板 为准,内侧壁粘贴栅格条,上边缘等间距排列,间隔为lcm,底层与第一个栅格条间隔为2cm, 以方便插入、更换介质板,整个支架外观如同一个抽屉。
[0017]本具体实施方式的探宄方法为:将带夹子的导线插入数字万用表Cx插槽,量程选 用2nF (纳法),lnF = 1 X 1(T9F;实验时,平行板电容器插入绝缘支架的两层,用夹子分别夹住 平行板电容器的两个边缘,打开数字万用表,直接读取电容数值,变定性探宄为定量探究; 01、 探究电容C与极板间插入的电介质有关时,把最大的一对平行金属板插入支架最下 面两层,板间距离为2cm,保持正对面积不变,分别测量空气介质、玻璃介质、石膏介质、陶瓷 介质的电容并记录数据(参看图2),对照几种常用的介电常数,学生可以清晰的了解平行板 电容器电容大小与极板间插入的电介质有关,电介质的介电常数越大,电容越大; 02、 探宄电容C与板间距离d的关系,取一对平行金属板插入绝缘支架下面两层,构造平 行板电容器,板间距离2cm,保持空气介质与正对面积不变,依次增大板间距离为3cm、4cm、 5cm……并测量、记录对应的电容数据,数据显示,随着板间距离的增大,电容减小(参看图 3);另外,可以利用数据作C-1/d图像并拟合直线,发现C与1/d的线性关系;绘成直线没有通 过坐标原点,是由于导线间电容的影响,如果减掉这部分电容值(参看图4,在“误差”中输入 0.005nF进行修正),拟合直线后的图像能在误差允许的范围内很好的反映出C与1/d的正比 关系,也就是电容与板间距离d成反比; 03、 探究电容C与正对面积S之间的关系,四对金属板面积成倍数关系,取面积最小的两 块金属板,面积设为S,插入相邻的两个栅格中,板间距离lcm,介质为空气,测量并记录电容 数值,更换并依次测量2S、3S、4S情况下的电容,数据反映出面积加倍,电容加倍;(参看图5) 作C-S图像,拟合直线,消除误差,图像就能反映出C-S的正比关系。
[0018]以上实验数据显示,在误差允许的范围内,平行板电容器的电容与板间距离成反 比,与正对面积成正比,与极板间插入的电介质有关,且与介电常数是正相关关系。
[0019]采用上述结构后,本具体实施方式有益效果为:它采用平行板结构的检测装置,实 现电容容量的定量探宄,形象生动的演示电容容量与中间介质、电容板之间的距离以及电 容面积的关系,使学生能够充分理解电容与各参数之间的关系。

Claims (2)

1. 定量探宄平行板电容容量的方法,其特征在于:定量探宄设备包含U型绝缘支架(1)、 栅格条(2)、电容板(3)、导电夹子⑷、数字万用表(5);所述的U型绝缘支架⑴的左右内部 上固定有数个栅格条(2),相邻栅格条(2)之间的间距为l〇mm,且最下端栅格条(2)与U型绝 缘支架⑴底部的间距为20mm;所述的栅格条⑵之间插接有一对电容板(3),所述的电容板 (3)的边缘通过带有连接线的导电夹子(4)与数字万用表(5)连接。
2. 定量探宄平行板电容容量的方法,其特征在于:它的探究方法为:将带夹子的导线插 入数字万用表Cx插槽,量程选用2沾,1沾=1\10,;实验时,平行板电容器插入绝缘支架的 两层,用夹子分别夹住平行板电容器的两个边缘,打开数字万用表,直接读取电容数值,变 定性探究为定量探宄; 01、 探宄电容C与极板间插入的电介质有关时,把最大的一对平行金属板插入支架最下 面两层,板间距离为2cm,保持正对面积不变,分别测量空气介质、玻璃介质、石膏介质、陶瓷 介质的电容并记录数据,对照几种常用的介电常数,学生可以清晰的了解平行板电容器电 容大小与极板间插入的电介质有关,电介质的介电常数越大,电容越大; 02、 探宄电容C与板间距离d的关系,取一对平行金属板插入绝缘支架下面两层,构造平 行板电容器,板间距离2cm,保持空气介质与正对面积不变,依次增大板间距离为3cm、4cm、 5cm……并测量、记录对应的电容数据,数据显示,随着板间距离的增大,电容减小;另外,可 以利用数据作C-1/d图像并拟合直线,发现C与1/d的线性关系;绘成直线没有通过坐标原 点,是由于导线间电容的影响,如果减掉这部分电容值,拟合直线后的图像能在误差允许的 范围内很好的反映出C与1/d的正比关系,也就是电容与板间距离d成反比; 03、 探宄电容C与正对面积S之间的关系,四对金属板面积成倍数关系,取面积最小的两 块金属板,面积设为S,插入相邻的两个栅格中,板间距离lcm,介质为空气,测量并记录电容 数值,更换并依次测量2S、3S、4S情况下的电容,数据反映出面积加倍,电容加倍;作C-S图 像,拟合直线,消除误差,图像就能反映出C-S的正比关系; 以上实验数据显示,在误差允许的范围内,平行板电容器的电容与板间距离成反比,与 正对面积成正比,与极板间插入的电介质有关,且与介电常数是正相关关系。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110952873A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 潘承燕 一种基于电容变化的冰箱用自动关门装置
CN112540234A (zh) * 2020-11-25 2021-03-23 华中科技大学 一种基于平行板电容法的介电常数测量治具及测量方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101359027A (zh) * 2008-02-27 2009-02-04 熊猫电子集团有限公司 一种大电容漏电测量装置
CN101701973A (zh) * 2009-11-18 2010-05-05 北京普源精电科技有限公司 数据采集装置及其数据采集方法
CN101832833A (zh) * 2010-04-02 2010-09-15 刘喜元 自感应型(拉)压力支座
CN102147383A (zh) * 2011-02-28 2011-08-10 天津大学 多截面阻抗式长腰内锥传感器及多相流测量装置
CN102735307A (zh) * 2011-04-11 2012-10-17 三星Sdi株式会社 测量液体体积的方法和装置以及燃料电池系统
CN103065796A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 国家电网公司 一种变距式电力电容器及其容值的调节方法
JP2013097834A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Hitachi Ltd 光記録媒体及び光情報再生方法
CN103558417A (zh) * 2013-11-08 2014-02-05 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种电荷平衡式微加速度计表头差分电容检测方法及其装置
CN206388405U (zh) * 2016-07-04 2017-08-08 吉林大学 数显式平板电容器原理演示装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101359027A (zh) * 2008-02-27 2009-02-04 熊猫电子集团有限公司 一种大电容漏电测量装置
CN101701973A (zh) * 2009-11-18 2010-05-05 北京普源精电科技有限公司 数据采集装置及其数据采集方法
CN101832833A (zh) * 2010-04-02 2010-09-15 刘喜元 自感应型(拉)压力支座
CN102147383A (zh) * 2011-02-28 2011-08-10 天津大学 多截面阻抗式长腰内锥传感器及多相流测量装置
CN102735307A (zh) * 2011-04-11 2012-10-17 三星Sdi株式会社 测量液体体积的方法和装置以及燃料电池系统
JP2013097834A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Hitachi Ltd 光記録媒体及び光情報再生方法
CN103065796A (zh) * 2012-12-31 2013-04-24 国家电网公司 一种变距式电力电容器及其容值的调节方法
CN103558417A (zh) * 2013-11-08 2014-02-05 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种电荷平衡式微加速度计表头差分电容检测方法及其装置
CN206388405U (zh) * 2016-07-04 2017-08-08 吉林大学 数显式平板电容器原理演示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110952873A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 潘承燕 一种基于电容变化的冰箱用自动关门装置
CN110952873B (zh) * 2019-12-18 2021-08-27 宁夏迎福食品科技有限公司 一种基于电容变化的冰箱用自动关门装置
CN112540234A (zh) * 2020-11-25 2021-03-23 华中科技大学 一种基于平行板电容法的介电常数测量治具及测量方法
CN112540234B (zh) * 2020-11-25 2021-10-08 华中科技大学 一种基于平行板电容法的介电常数测量治具及测量方法

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