用冲击电流计测电容和高电阻 北京化工大学.

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1 用冲击电流计测电容和高电阻 北京化工大学

2 一、实验目的 二、实验仪器 1．掌握冲击电流计的使用方法； 2. 掌握利用冲击电流计测量电容的实验方法；
3. 掌握利用冲击电流计测量高阻值电阻的实验方法。 二、实验仪器 直流稳压电源、直流数字电压表、DQ-3型冲击电流计、滑线变阻器、标准电容箱、待测电容盒、待测电阻盒、双刀电键等各一个；单刀电键两个；导线若干。

3 三、实验原理 1. 测电容 用电压为 U 的稳压电源对电容器充电以后，经过冲击电流（量）计放电可测出电量 Q，即得电容 C ：
实验电路图如右图： K1为单刀开关；K2为电容 器的放电开关，用以保证充电 过程中电容器上没有残余电量； K3为双刀双掷开关，即测量的选择开关，置左时，工作电路对电容器充电，置右时，电容器对冲击电流计放电。

4 2. 测高电阻 用可调压的稳压电源E对RC串联电路充电，则电容C上电量 Q的堆积不仅与充电电压U和常数RC有关，而且与充电时间 t 有关。设从 t=0时开始充电，则在t时刻有： Q = C U （2） 继续充电时，由欧姆定律可知电量的增量为： 又由 得： 其微分形式为：

5 则： 积分后可得： 再由（1）式可得： 因此，有 式中Q0是以电压U0直接对C充电时测得的电量（或 时，通过R对C充电的电量），Q为以电压U0通过R、在时间 t 内对C充电的电量。

6 四、实验步骤 1．测电容 （1）按照电路图接线，图中C处先用标准电容C0，估计并设置好各仪器的量程，请教师检查电路。
a. 将各仪器接通电源，预热5—10min，此时K1、K2和K3应断开； b. 接通K1，调好U0 ，将开关K3倒左端，对C0充电后，再倒右端放电，这时Q计所显示的就是放电时迁移的电量Q01，记下此数据； c. 将K2闭合约 3s，使C0及 Q计放尽残余电荷后，再断开。再将K3倒向充电端，进行第二次测量。共测5次。 （2）测电容Cx1、Cx2、Cx3：将待测电容Cx

7 2．测高电阻 （2）将标准电容C0换成待测电容Cx1、Cx2、Cx3，重复上述b.、c.步骤测Q1、Q2、Q3，各测5次。
（3）测量完毕，请教师签字后，按要求关闭各仪器，再拆开电路并整理好仪器。 2．测高电阻 （1）按照电路图接线，图中C处为标准电容C0，估计并设置好各仪器的量程，请教师检查电路。 a. 将各仪器接通电源，预热 5～10min，此时所有电键应断开； b. 改变滑线变阻器的滑动端，选取合适的充电电压。将开关K3闭合，使电阻短路，按照测电容的b.、c.步骤测出Q0 ，测5次。 （2）测电容Cx1、Cx2、Cx3：将待测电容Cx

8 五、注意事项 c.将开关K3断开，分别取充电时间为3s、4s、5s，仿照b.中的操作，测出相应的电量 Q3、Q4、Q5，各测5次。
（2）测量完毕，请教师签字后，按要求关闭各仪器，再拆开电路并整理好仪器。 五、注意事项 1. DQ-3冲击电流（量）计的使用 ①接通电源开关，预热10min，调零后拨向“测量”。 ②当输入一短时间脉冲电流时，仪器自动消除前面 的数据而将该次测量数值显示在屏上。 ③拨动“量程选择”，选择合适量程，当冲击信号较 小，显示在±100以内时，误差较大，这时应更换 （2）测电容Cx1、Cx2、Cx3：将待测电容Cx

9 ①选择合适的量程。如果超量程将显示“±1”，需要重新选择合适的量程。
小挡量程重新调零测量。若显示“±1”，则仪器过载，应更换大挡重新调零测量，或减小电路中的电压及电流。输入端不得加大于50V的电压，及大于40mA的稳定电流。 2. DM-V4数字电压表 ①选择合适的量程。如果超量程将显示“±1”，需要重新选择合适的量程。 ②使用结束时先拆下被测信号，后断电源。 3. WYT-10直流稳压电源 ①接通电源前，先将电压旋钮逆时针旋到底。 ②根据负载选好电压值，不能使电源过载。 若电压表指示值突然下降，说明过载，应立即关闭电源，查明并排除故障后再使用。使用完毕，先卸去负载，再关闭电源 （2）测电容Cx1、Cx2、Cx3：将待测电容Cx 。

10 六、数据记录及处理 1. 数据记录： Q/nc 1 2 3 4 5 C0 Cx1 Cx2 Cx3 Q0 Rt=3 Rt=4 Rt=5
1. 数据记录： 测量目标 U/V Q/nc 1 2 3 4 5 C0 Cx1 Cx2 Cx3 Q0 Rt=3 Rt=4 Rt=5

11 2. 数据处理： （1）计算电容值 a．求出C0的平均值，并与标准电容箱的示值比较，计算百分差； b. 求出各待测电容的电容值，并计算电容值的标准误差，给出测量结果。 （2）计算电阻值 a．分别计算出在不同的充电时间下所测得的电阻值； b. 计算电阻的平均值。