基于PASCO实验平台的电容漏电法测电阻

李 蓓,招文育,顾 磊,石 江,陈 杰

(湖南理工学院 光电技术及应用物理创新训练中心,湖南 岳阳 414006)



基于PASCO实验平台的电容漏电法测电阻

李 蓓,招文育,顾 磊,石 江,陈 杰

(湖南理工学院 光电技术及应用物理创新训练中心,湖南 岳阳 414006)

摘 要:利用PASCO 实验平台代替传统的冲击电流计,用电容漏电法测量电阻([1]).这种实验方法操作简单快捷,对中值电阻的测量结果误差较小.

关键词:电阻; PASCO实验平台; 电容漏电法

引言

电阻的阻值,表示这个电阻对电流通过的阻碍能力的大小.电阻的测量在电工测量技术中占有非常重要的地位,在实际测量中,为了减小测量误差,选用恰当的测量方法至关重要[2].PASCO实验平台为实验设计提供了很大的帮助,利用PASCO实验平台对电容漏电法测电阻实验进行改进,能够直观地观测电容漏电的全过程,并对电容放电时电容两端的电荷量进行详细地记录,从而对漏电的电荷量的选取更为准确,进而能更精确地测出电阻的阻值.

1　实验原理

在如图1所示电路中,将开关K闭合,电源E给电容器C0充电,然后断开开关K,电容器上的电荷量将通过电阻R泄漏而减少,通过PASCO数据采集接口,记录电容放电时电容两端的电荷量随时间的变化图像和相关数据.

将上式积分,并应用初始条件t =0时,Q= Q0,可得

图1 实验原理图

2　实验方法与数据处理

2.1 实验方法

(1)将C0=330uF 的电容,一节电动势等于1.5V的干电池按图1实验原理图在LRC电路实验仪上连接实验电路,如图2所示.

(2)启动DataStudio 数据库,选择电荷传感器,设置采样频率为200Hz.

图2 实验电路图

(3)按下电路实验仪上的开关按钮,给电容进行充电,然后点击DataStudio 中“启动”,松开开关按钮,电容进行放电.通过PASCO 750数据采集接口,计算机记录放电时电容器两端的电荷量随时间变化的情况,电容放电完后,点击“停止”,再点击“数据”中的“表格”,数据即以表格的形式显示于窗口.

2.2 数据处理

图3是电容C0与标准值R =22.08k Ω的电阻串联的放电曲线,电容C0两端电荷随时间变化的部分数据见表1.

根据所测数据,运用最小二乘法,可得b =0.0535 ,所以

表2中的数据是数量级在101～106Ω的电阻的测量结果.

图3 电容放电曲线

表1电容两端电荷随时间变化的数据

表2 不同数量级电阻的测量结果

3　结论

本实验装置简单,方法易行.从实验测量的情况和误差的分析来看,测量的电阻在数量级为102～105Ω范围内比较准确.因此该测量方法精确度较高,实用性很强.

参考文献

[1] 吴在华.电容漏电法测高电阻实验探讨[J].青海师专学报,1990(1)

[2] 程杰,吕德成.电阻的测量方法比较与分析[J].产业与科技论坛,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

作者简介:李 蓓(1982−),女,湖南临湘人,湖南理工学院物理与电子学院讲师.主要研究方向: 物理实验教学

基金项目:湖南理工学院光电技术及应用物理创新训练中心建设项目(2014-2016)

收稿日期:2015-10-26

中图分类号:O441.1

文献标识码:A

文章编号:1672-5298(2016)01-0063-02