李 蓓,招文育,顧 磊,石 江,陳 杰

(湖南理工學(xué)院 光電技術(shù)及應(yīng)用物理創(chuàng)新訓(xùn)練中心,湖南 岳陽(yáng) 414006)

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基于PASCO實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電容漏電法測(cè)電阻

李 蓓,招文育,顧 磊,石 江,陳 杰

(湖南理工學(xué)院 光電技術(shù)及應(yīng)用物理創(chuàng)新訓(xùn)練中心,湖南 岳陽(yáng) 414006)

摘 要:利用PASCO 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沖擊電流計(jì),用電容漏電法測(cè)量電阻([1]).這種實(shí)驗(yàn)方法操作簡(jiǎn)單快捷,對(duì)中值電阻的測(cè)量結(jié)果誤差較小.

關(guān)鍵詞:電阻; PASCO實(shí)驗(yàn)平臺(tái); 電容漏電法

引言

電阻的阻值,表示這個(gè)電阻對(duì)電流通過(guò)的阻礙能力的大小.電阻的測(cè)量在電工測(cè)量技術(shù)中占有非常重要的地位,在實(shí)際測(cè)量中,為了減小測(cè)量誤差,選用恰當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法至關(guān)重要[2].PASCO實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了很大的幫助,利用PASCO實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)電容漏電法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),能夠直觀地觀測(cè)電容漏電的全過(guò)程,并對(duì)電容放電時(shí)電容兩端的電荷量進(jìn)行詳細(xì)地記錄,從而對(duì)漏電的電荷量的選取更為準(zhǔn)確,進(jìn)而能更精確地測(cè)出電阻的阻值.

1　實(shí)驗(yàn)原理

在如圖1所示電路中,將開(kāi)關(guān)K閉合,電源E給電容器C0充電,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K,電容器上的電荷量將通過(guò)電阻R泄漏而減少,通過(guò)PASCO數(shù)據(jù)采集接口,記錄電容放電時(shí)電容兩端的電荷量隨時(shí)間的變化圖像和相關(guān)數(shù)據(jù).

將上式積分,并應(yīng)用初始條件t =0時(shí),Q= Q0,可得

圖1 實(shí)驗(yàn)原理圖

2　實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)處理

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

(1)將C0=330uF 的電容,一節(jié)電動(dòng)勢(shì)等于1.5V的干電池按圖1實(shí)驗(yàn)原理圖在LRC電路實(shí)驗(yàn)儀上連接實(shí)驗(yàn)電路,如圖2所示.

(2)啟動(dòng)DataStudio 數(shù)據(jù)庫(kù),選擇電荷傳感器,設(shè)置采樣頻率為200Hz.

圖2 實(shí)驗(yàn)電路圖

(3)按下電路實(shí)驗(yàn)儀上的開(kāi)關(guān)按鈕,給電容進(jìn)行充電,然后點(diǎn)擊DataStudio 中“啟動(dòng)”,松開(kāi)開(kāi)關(guān)按鈕,電容進(jìn)行放電.通過(guò)PASCO 750數(shù)據(jù)采集接口,計(jì)算機(jī)記錄放電時(shí)電容器兩端的電荷量隨時(shí)間變化的情況,電容放電完后,點(diǎn)擊“停止”,再點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”中的“表格”,數(shù)據(jù)即以表格的形式顯示于窗口.

2.2 數(shù)據(jù)處理

圖3是電容C0與標(biāo)準(zhǔn)值R =22.08k Ω的電阻串聯(lián)的放電曲線,電容C0兩端電荷隨時(shí)間變化的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表1.

根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù),運(yùn)用最小二乘法,可得b =0.0535 ,所以

表2中的數(shù)據(jù)是數(shù)量級(jí)在101～106?的電阻的測(cè)量結(jié)果.

圖3 電容放電曲線

表1電容兩端電荷隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)

表2 不同數(shù)量級(jí)電阻的測(cè)量結(jié)果

3　結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單,方法易行.從實(shí)驗(yàn)測(cè)量的情況和誤差的分析來(lái)看,測(cè)量的電阻在數(shù)量級(jí)為102～105?范圍內(nèi)比較準(zhǔn)確.因此該測(cè)量方法精確度較高,實(shí)用性很強(qiáng).

參考文獻(xiàn)

[1] 吳在華.電容漏電法測(cè)高電阻實(shí)驗(yàn)探討[J].青海師專(zhuān)學(xué)報(bào),1990(1)

[2] 程杰,呂德成.電阻的測(cè)量方法比較與分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2014,13(11)

Resistance Measurement by Leakage Current Method Based on PASCO System

LI Bei,ZHAO Wen-Yu,GU Lei,SHI Jiang,CHEN Jie
(Innovation Center of Photoelectric Technology and Application,Hunan Institute of Science and Technology,Yueyang 414006,China)

Abstract:The traditional quantometer is replaced by PASCO system to measure resistance.This method is simple and fast,and the value of middle resistance is accurate.

Key words:resistance,PASCO system,leakage current method

作者簡(jiǎn)介:李 蓓(1982?),女,湖南臨湘人,湖南理工學(xué)院物理與電子學(xué)院講師.主要研究方向: 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

基金項(xiàng)目:湖南理工學(xué)院光電技術(shù)及應(yīng)用物理創(chuàng)新訓(xùn)練中心建設(shè)項(xiàng)目(2014-2016)

收稿日期:2015-10-26

中圖分類(lèi)號(hào):O441.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-5298(2016)01-0063-02