Порядок выполнения работы

А. Градуировка баллистического гальванометра

 

1. Собрать схему с соблюдением полярности (рисунок 4).

2. Включить между планкой А и зажимом В переключателем образцовый конденсатор с емкостью С =0,01 мкф.' Включить ключ К1.

3. Реостатом установить напряжение порядка 1-2 В, а

 

Рисунок 4                                   Рисунок 5

 

переключатель П поставить в положение I. Конденсатор при этом зарядится до напряжения U, контролируемого вольтметром.

4. Быстро перебросить переключатель Л в положение П. Конденсатор при этом будет разряжаться через гальванометр и на шкале последнего световой зайчик сделает отброс, равный α, Тогда баллистическая постоянная

 

 

Если α получится небольшим, следует повысить напряжение. Измерить Sb при нескольких значениях U. и взять среднее из них.

 

Б. Определение коэффициентов электростатической индукции.

 

I. Поскольку связь между зарядами и потенциалами жил кабеля определяется системой уравнений, в которые входят коэффициенты электростатической индукции:

 

q1=β₁₁U₁+β₁₂U₂+β₁₃U₃+β₁₄U₄,

q2=β₂₁U₁+β₂₂U₂+β₂₃U₃+β₂₄U₄,

q3=β₃₁U₁+β₃₂U₂+β₃₃U₃+β₃₄U₄,

q4=β₄₁U₁+β₄₂U₂+β₄₃U₃+β₄₄U₄,

 

то для экспериментального определения коэффициента β_kk жилы К её следует соединить с зажимом B переключателя П, а все остальные жилы - с оболочкой (планкой А). На рисунке 5 показана схема для измерения коэффициента β_kk.

2. Замкнуть рубильник K1 и поставить переключатель в положение I. Жила K при этом зарядится до потенциала Uk, величина которого фиксируется вольтметром. Потенциалы же остальных жил останутся равными 0. Тогда из уравнений (I)

q_k=β_kk*U_k

3. Переключатель П перебросить в положение П для разрядки жилы K через гальванометр. По его показанию определить заряд qk жилы K. Тогда

Таким же образом измерить коэффициента β_kk всех жил. Переключатель П следует перекидывать быстрее, чтобы жила не успела разрядиться через сопротивление утечки (изоляцию). Время перекидки Δt должно быть намного меньше постоянной времени разрядки жилы через сопротивление утечки.

4. Для измерения взаимных коэффициентов электростатической индукции β_kp соединить жилу p с зажимом В и жилу К с зажимом а. переключателя, а оставшиеся жилы - с планкой А. На рисунке 6 приведена схема для измерения коэффициента β_kp.

5. Включив рубильник K1, поставить переключатель П в положение I. Жила К при этом зарядится до потенциала Цк. Не жиле р появится заряд q_p.

6. Перебросить переключатель П в положение - //. Жила К разрядится на оболочку кабеля (землю), минуя гальванометр, а

 

Рисунок 6                                    Рисунок 7

 

заряд на жиле p освободится и пройдет через гальванометр. Величина этого заряда определяется по отбросу стрелки гальванометра. Из уравнений (I) следует, что q_p= β_kp+U_k.

7. Необходимо измерить все 6 коэффициентов.

 

В. Измерение частичных емкостей

 

Частичные емкости входят в уравнения:

 

q₁=c₁₁(U₁-0)+C₁₂(U₁-U₂)+C₁₃(U₁-U₃)+C₁₄(U₁-U₄);

q₂=c₂₁(U₁-U₁)+C₂₂(U₁-0)+C₂₃(U₂-U₃)+C₂₄(U₂-U₄);

q₃=c₃₁(U₃-U₁)+C₃₂(U₃-U₂)+C₃₃(U₃-0)+C₃₄(U₃-U₄);

q₄=c₄₁(U₄-U₁)+C₄₂(U₄-U₂)+C₄₃(U₄-U₃)+C₄₄(U₄-0);

 

связывающие заряды жил кабеля с разностями потенциалов между жилами и оболочкой и между жилами. Для измерения собственной частичной емкости С_kk жилы K необходимо:

1. Соединить эту жилу c зажимом б переключателя /7, а остальные жилы с зажимом α (рис. 7).

2. Переключатель /7 поставить в положение I. При этом жилы заряжаются до потенциала Uk, величина которого фиксируется вольтметром.

3. Перебросить выключатель в положение || и зафиксировать отброс гальванометра, через который пройдет заряд q_k жилы K. Заряды остальных жил минуют гальванометр.

Из уравнений (2) найдем:

q_k= C_kkU_k;

4. Измерить все четыре собственные частичные емкости.

5. Поскольку С_kp = - β_kp взаимные частичные емкости измерять не требуется.

 

Г. Измерение потенциальных коэффициентов Потенциальные коэффициенты входят в уравнения:

 

U₁=α₁₁q₁+ α₁₂q₂+ α₁₃q₃+ α₁₄q₄,

U₂=α₂₁q₁+ α₂₂q₂+ α₂₃q₃+ α₂₄q₄,

U₃=α₃₁q₁+ α₃₂q₂+ α₃₃q₃+ α₃₄q₄,

U₄=α₄₁q₁+ α₄₂q₂+ α₄₃q₃+ α₄₄q₄.

 

связывающие потенциалы жил с зарядами.

Для измерения собственного потенциального коэффициента α_kk необходимо:

1. Соединить на некоторое время жилы с планкой A, дав им разрядиться, а затем присоединить жилу К к зажиму b, оставив остальные жилы свободными.

2. Зарядить жилу K до потенциала U_k, поставив переключатель Л в положение I, и зафиксировать показание вольтметра.

3. Перебросить переключатель П в положение П, в результате чего жила K разрядится через гальванометр. Заряд будет зафиксирован по отбросу гальванометра. Из уравнений (3) следует, что

U_k= α_kk *q_k,

откуда

4. Измерить все четыре коэффициента. Измерять взаимные коэффициента при малой длине, а следовательно, и малой емкости кабеля очень трудно. Результаты всех измерений и вычислений свести в таблицу I и 2.