CN204631136U - 一种用电磁打点计时器测定电容量 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用电磁打点计时器测定电容量，包括第一定值电阻、滑动电阻器、开关、打点计时器、第二定值电阻、电容器、毫安表、导线、电压表和直流电源，所述第一定值电阻与滑动变阻器通过导线串联在直流电源上，所述滑动变阻器上的滑片与打点计时器通过导线串联，所述滑动变阻器上的滑片与打点计时器串联的导线上设有开关，所述打点计时器、第二定值电阻、毫安表通过导线串联，所述电压表与滑动变阻器上的滑块并联，所述电压表与打点计时器和电容器通过导线串联，所述直流电源的一端通过导线连接在电压表、电容器和毫安表的一端。本实用新型提供了一种简单的、精度较高的、测量覆盖面较宽的进行电容量测定的方法。

Description

一种用电磁打点计时器测定电容量

技术领域

本实用新型涉及电学测量设备技术领域，具体为一种用电磁打点计时器测定电容量。

背景技术

电容或电容量指的是在给定电位差下的电荷储藏量，记为C,国际单位为法拉(F)。一般来说，电荷会在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，泽阻碍了电荷移动而使得电荷积累在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片金属板，也是电容器的俗称。电容表现为容纳电荷本领的大小。

对于高压设备，如变压器，套管等，电容量常与tgδ一起测量。由P≈U²ωC stgδ可知电容量越小越好。而对于一般电力电容器(用作滤波、稳压、分压、耦合、移相，而在配电系统中常用作无功补偿或过电压保护等)则不需要做tgδ的测定，只需测其电容量。

常用的测定电容量的方法有专用仪器法，交流阻抗计算法，双电压表法。(1)专用仪器法具有简便、快捷、测量精度高的特点，但在很多地区，特别是偏远地区，由于教育资源的匮乏，实验室里并不能配备昂贵的万用电桥、数字式电容表和LCR自动测量仪。(2)交流阻抗法利用I＝2πfcu可以计算出电容值c,但式中含有不精确值2π，所以计算出的电容值也不是精确值。(3)双电桥法中利用公式时根号一般不会取得整数，所以测量的电容值存在误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用电磁打点计时器测定电容量，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用电磁打点计时器测定电容量，包括第一定值电阻、滑动电阻器、开关、打点计时器、第二定值电阻、电容器、毫安表、导线、电压表和直流电源，所述第一定值电阻与滑动变阻器通过导线串联在直流电源上，所述滑动变阻器上的滑片与打点计时器通过导线串联，所述滑动变阻器上的滑片与打点计时器串联的导线上设有开关，所述打点计时器、第二定值电阻、毫安表通过导线串联，所述电压表与滑动变阻器上的滑块并联，所述电压表与打点计时器和电容器通过导线串联，所述直流电源的一端通过导线连接在电压表、电容器和毫安表的一端。

优选的，所述打点计时器是由触点p、触点q和弹片s组成的。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该用电磁打点计时器测定电容量，提供了一种简单的、精度较高的、测量覆盖面较宽的进行电容量测定的方法，这种方法精度较高，测量覆盖面较宽，能准确地测出120μF到470μF之间的电容量。其次，在处理数据时除用作图法外，当然也可用回归法进行数据处理。最后，这套装置一般中学都能组装，不但操作简单，而且启发性强，可以用于物理实验教学。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的小电容时的I-U关系图像；

图3为本实用新型的小电容的测量数据表；

图4为本实用新型的大电容的测量数据表。

图中：1、第一定值电阻，2、滑动电阻器，3、开关，4、打点计时器，5、第二定值电阻，6、电容器，7、毫安表，8、导线，9、电压表，10、直流电源。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术 方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种用电磁打点计时器测定电容量，包括第一定值电阻1、滑动电阻器2、开关3、打点计时器4、第二定值电阻5、电容器6、毫安表7、导线8、电压表9和直流电源10，第一定值电阻1与滑动变阻器2通过导线8串联在直流电源10上，滑动变阻器2上的滑片与打点计时器4通过导线10串联，打点计时器4是由触点p、触点q和弹片s组成的，滑动变阻器2上的滑片与打点计时器4串联的导线10上设有开关3，打点计时器4、第二定值电阻5、毫安表7通过导线8串联，电压表9与滑动变阻器2上的滑块并联，电压表9与打点计时器4和电容器6通过导线8串联，直流电源10的一端通过导线8连接在电压表9、电容器6和毫安表7的一端。

工作原理：实验装置如图1所示。取一只打点计时器(J0203型)，用铜弹片自制一个触点p,安装于q点的对称位置上。当打点计时器接通时，弹片s迅速地在p、q两点间振动，交替与p、q点接触，给电容器迅速充电、放电。若充电电压为u,电容量为c，则每次充放电之间的电容量为cu(假定电容器是完全放电的)。若打点计时器所用的交流电频率为f,则每次电容器的充放电次数亦为f,放电电流为I＝fcu  (1)

在实验中u、I由电压表和电流表测出，f为50Hz，电容量由式(1)算出，改变充电电压值，可得到不同的放电电流I。由式(1)用作图法处理数据，从直线I＝fcu的斜率k＝fc求出c.也克用一元线性回归法处理数据。在实验中测量了大小容量的电容器各一只，结果如图3-4所示，由以上数据作图2，从图中得直线斜率

$k=\frac{I_2-I_1}{u2-u1}=\frac{0.66-0.43}{28.2-18.4}=0.024$

由k＝fc得

$C=\frac{k}{f}=\frac{0.024}{50}48\×10\left(\mathrm{pF}\right)$

$c=\frac{k}{f}=\frac{1}{f}\left(\frac{I_2-I_1}{u2-u1}\right)=\frac{1}{50}\left(\frac{68.0-13.0}{11.0-2.0}\right)=12\×10\left(\mathrm{uF}\right)$

为了估计这种方法的准确性，我们选用上海交流仪器厂的“QS18A型万能电桥”，对上述两个电容进行测量，若以电桥的测量结果为标准值用这里介绍的方法测量这两个电容所得结果的相对误差都不超过2％。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种用电磁打点计时器测定电容量，包括第一定值电阻（1）、滑动电阻器（2）、开关（3）、打点计时器（4）、第二定值电阻（5）、电容器（6）、毫安表（7）、导线（8）、电压表（9）和直流电源（10），其特征在于：所述第一定值电阻（1）与滑动变阻器（2）通过导线（8）串联在直流电源（10）上，所述滑动变阻器（2）上的滑片与打点计时器（4）通过导线（10）串联，所述滑动变阻器（2）上的滑片与打点计时器（4）串联的导线（10）上设有开关（3），所述打点计时器（4）、第二定值电阻（5）、毫安表（7）通过导线（8）串联，所述电压表（9）与滑动变阻器（2）上的滑块并联，所述电压表（9）与打点计时器（4）和电容器（6）通过导线（8）串联，所述直流电源（10）的一端通过导线（8）连接在电压表（9）、电容器（6）和毫安表（7）的一端。

2.根据权利要求1所述的一种用电磁打点计时器测定电容量，其特征在于：所述打点计时器（4）是由触点p、触点q和弹片s组成的。