李 蓓,招文育,顧 磊,石 江,陳 杰

(湖南理工學院 光電技術及應用物理創(chuàng)新訓練中心,湖南 岳陽 414006)

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基于PASCO實驗平臺的電容漏電法測電阻

李 蓓,招文育,顧 磊,石 江,陳 杰

(湖南理工學院 光電技術及應用物理創(chuàng)新訓練中心,湖南 岳陽 414006)

摘 要:利用PASCO 實驗平臺代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沖擊電流計,用電容漏電法測量電阻([1]).這種實驗方法操作簡單快捷,對中值電阻的測量結(jié)果誤差較小.

關鍵詞:電阻; PASCO實驗平臺; 電容漏電法

引言

電阻的阻值,表示這個電阻對電流通過的阻礙能力的大小.電阻的測量在電工測量技術中占有非常重要的地位,在實際測量中,為了減小測量誤差,選用恰當?shù)臏y量方法至關重要[2].PASCO實驗平臺為實驗設計提供了很大的幫助,利用PASCO實驗平臺對電容漏電法測電阻實驗進行改進,能夠直觀地觀測電容漏電的全過程,并對電容放電時電容兩端的電荷量進行詳細地記錄,從而對漏電的電荷量的選取更為準確,進而能更精確地測出電阻的阻值.

1　實驗原理

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

將上式積分,并應用初始條件t =0時,Q= Q0,可得

圖1 實驗原理圖

2　實驗方法與數(shù)據(jù)處理

2.1 實驗方法

(1)將C0=330uF 的電容,一節(jié)電動勢等于1.5V的干電池按圖1實驗原理圖在LRC電路實驗儀上連接實驗電路,如圖2所示.

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

圖2 實驗電路圖

(3)按下電路實驗儀上的開關按鈕,給電容進行充電,然后點擊DataStudio 中“啟動”,松開開關按鈕,電容進行放電.通過PASCO 750數(shù)據(jù)采集接口,計算機記錄放電時電容器兩端的電荷量隨時間變化的情況,電容放電完后,點擊“停止”,再點擊“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與標準值R =22.08k Ω的電阻串聯(lián)的放電曲線,電容C0兩端電荷隨時間變化的部分數(shù)據(jù)見表1.

根據(jù)所測數(shù)據(jù),運用最小二乘法,可得b =0.0535 ,所以

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

圖3 電容放電曲線

表1電容兩端電荷隨時間變化的數(shù)據(jù)

表2 不同數(shù)量級電阻的測量結(jié)果

3　結(jié)論

本實驗裝置簡單,方法易行.從實驗測量的情況和誤差的分析來看,測量的電阻在數(shù)量級為102～105?范圍內(nèi)比較準確.因此該測量方法精確度較高,實用性很強.

參考文獻

[1] 吳在華.電容漏電法測高電阻實驗探討[J].青海師專學報,1990(1)

[2] 程杰,呂德成.電阻的測量方法比較與分析[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

作者簡介:李 蓓(1982?),女,湖南臨湘人,湖南理工學院物理與電子學院講師.主要研究方向: 物理實驗教學

基金項目:湖南理工學院光電技術及應用物理創(chuàng)新訓練中心建設項目(2014-2016)

收稿日期:2015-10-26

中圖分類號:O441.1

文獻標識碼:A

文章編號:1672-5298(2016)01-0063-02