实验3.10补充：用冲击电流计测电容（删改自朱鹤年老师的讲义）图1用冲击电流计测电容实验原理图1 .实验原理：测量原理如图1所示容量为C的电容充电至电压U时所带电荷量为Q = CU将充电后的电容器与电源断开，并立即通过冲 击电流计回路快速放电，则电荷量Q将全部流过电 流计回路，使电流计光标产生冲掷偏转，最大偏转 d=QK，K为电流计电荷量冲击常量k CUK =d因此，使用巳知标准电容C0进行充放电测量， 即可求出K，这一过程称为定标。电流计定标后，用未知电容进行充放电测量，即可求出未知电容来。这实 际是比较法，将未知电容和标准电容相比较。如果忽略漏电等影响，电容测量结果可以相当准确。2. 实验器材介绍：实验器材包括稳压电源E、滑线变阻器R与R2 （两级分压，R2为细调）、电压表（数字万用表直流20V档）、电容充放电开关灼、电容盒（上有6个电容，5个巳知，做定标用，1个未 知，为被测电容）、电阻箱Rb、冲击电流计BG，下面重点对冲击电流计、充放电 开关、Rb取值加以介绍。1）冲击电流计：电流计的型号：AC4/3型；电流计内阻：80100 Q； 外临界内阻：0.71.1KQ；自由震荡周期：1722 s；标尺镜面距:L约1.3 m；偏转位置d的B类不确定度：0.5%d +0.5（mm）.使用注意事项：冲击电流计在非测量的时间段内要短路，以免损坏，实验完后应 按原样两重短路（首先用墙上开关短路，其次引线接到单刀双掷开关上再短路）。2）电容充放电开关K2开关示意图如右图2所示，图中A、B、C为接线柱，D为按键，开关内部结构上保证BC间常合而 AB间常断，只有当按下D时AB间合而BC间断，在图1中按下D可以使电容充电而松开D则电容会快速 放电。3）关于电阻箱Rb的取值：放电时，电流计BG与电阻箱Rb并联，使流过电流计的电荷量只是总放电量的一部分，分流比和阻尼 参数都可通过改变Rb来调节。这时测出的K虽会变小，但光标偏转d仍然与总电荷量Q = CU成正比。改变Rb能防止光标过偏转，也可使电流计工作在接近临界阻尼的状态做。取值接近临界电阻），以使实验参量 接近最佳。测实验数据前同学应根据光标偏转量的大小、光标运动状态等适当调节Rb，但应注意一旦开始定标、 测量，Rb将不能再改变（请考虑原因）。3. 实验任务与步骤：1）定标：按图1接线，注意遵循回路接线法则。接线过程中及电路参数变动时应使Kg闭合电流计短路。线路自 查互查、经教师检查后再通电做实验。定标要求：从C1C5中最大巳知电容开始，共需选三个巳知电容定标（注意应想办法使所选的3个电容 值范围包含q）。对每个巳知电容，取充电电压在5V以上的某一定值不变，测3次同方向的偏转大小d （注 意冲击电流计的偏转应大于15cm，另因光标运动速度过快，估读间隔取0.5mm即可），采用多次测量取平 均的方法求K。2）测未知电容C/在图1中接入,选取适当的充电电压使冲击电流计有适当的偏转(注意应与标定时偏转方向相同)， 保持充电电压不变，测量5次电流计偏转值dx后取平均偏转，再利用公式Cx 号求Cx即可。4.实验数据记录表格：实验组号rRb=Q电容充电电压U(V)电流计光标偏转d( mm)冲击常量K初始位置最大偏转位置巳知电容1C =巳知电容2C =巳知电容3C =未知电容K平均值=dx平均值=C =-1-