电容器时间常数(绝缘电阻)、吸收系数的测量

0
30’’ 60’’ 90’’ 2’
252
251 250.5 250 249.5 7545 10050 11295 12036
252
248 245 242 239 1875 2130 2223 2266
3、确定聚苯乙烯（聚乙烯）电容器和金属化纸介电容器的绝缘 电阻R或时间常数τ和充电时间t的关系。 充电电压uc为250V，分别充电不同的时间，然后自行放电1分钟后， 测出端电压ua。
238
225 214 203
52486
52943 55062 55498
2、确定容量相等的聚苯乙烯电容器和纸介电容器的自行放电过程 充电电压uc为250V，充电时间t为1分钟
型号规格 放电时间tp 聚苯乙烯（聚乙烯）电容器 0.2uF（CBB21-224-630V） 端电压ua RC 金属化纸介电容器0.22uF 端电压ua RC
聚苯乙烯（聚乙烯）电容器 充电电压uc 100 150 200 250 端电压ua 100 151 201 250 RC ∞ 9090 12090 7530 金属化纸介电容器 充电电压uc 100 150 200 250 端电压ua 99 149 197 246 RC 5970 3010 2394 2490

吸收系数的值由剩余电压ua和充电电压uc的百 分比给出。
注意事项


连接导线时不要交叉，每根导线最好悬空，导 线长度应当尽可能短。（为什么？） 充放电时间要准确，操作要迅速。 实验中途不要随便擦实验装置上的灰尘，（以 免由于实验装置底板带电而引起不必要的测量 误差。）
实验内容
1、确定不同容量的金属化纸介电容器的自行放电过程 充电电压uc为250V，充电时间t为1分钟
电容器时间常数τ（绝缘电阻 R）、吸收系数Ka的测量
一、实验目的和要求




熟悉自行放电法测量电容器的绝缘电阻R（时间常数τ）、 吸收系数Ka的方法。 确定用同样介质材料制成不同电容量的电容器与用不同介 质材料制成同种规格电容器的自行放电过程（聚苯乙烯、 聚乙烯、纸介、金属化纸介等）。 确定各种电容器的绝缘电阻R、充电时间t、充电电压U的 关系。 比较各种电容器的绝缘电阻R或时间常数τ和吸收系数Ka的 大小。
思考

用自行放电法测量电容器的绝缘电阻和吸收系 数时为什么非用静电电压表？静电电压表与其 他电压表有何不同？
1.时间常数的测量

测量线路
思考

怎样通过上图的电路图测量？
2.吸收系数Ka的测量

调整电路对电容充电。 到达充电时间后断开电源，同时将电容器两端 短路两秒钟，再断开1分钟，同时读取静电电 压表的数值。
聚苯乙烯（聚乙烯）电容器 充电时间t 1’ 端电压ua 246 RC 2490 金属化纸介电容器 充电时间t 1’ 端电压ua 250 RC 7530
2’
3’
247
247
5988
8982
2’
3’
250.5
250.5
20100
30150
4、确定聚苯乙烯（聚乙烯）电容器和金属化纸介电容器的时间 常数τ和充电电压uc的关系。 在如下表所示不同电压下，充电1分钟，然后自行放电1分钟后测出 端电压ua。
思考

电压如何测量？
Q5-V型静电电压表的测量原理
采用半象限式的对称结构，靠两块金属 板有效面积的变化，而使系统电容量改 变，一块金属板是固定的，称固定电极 ，另一块金属板是活动的，称活动电极 。当被测电压加于两块金属板上时，能 量便积累于静电系统，由于静电力的作 用，迫使活动电极偏转，活动电极上装 有反射小镜，经过4次反射后，在刻度 盘上便得到指示器的成像，当被测电压 不同时，积累于静电系统内的能量不同 ，静电力亦不同，所以活动电极偏转角 也不同，从而使在刻度盘上得到指示器 成像的位置也不同，这样便达到不同被 测的电压。
型号规格 0.1uF R(MΩ) 0.047uF 端电压ua 252 R(MΩ) 0.01uF 端电压ua 252 R(MΩ)
放电时间tp 端电压ua 0 252
30’’
60’’ 90’Fra Baidu bibliotek 2’
244
236 230 225
9299
9147 9852 10589
173
145 126 114
1697
2310 2763 3219
实验结果以及讨论


讨论各组曲线的性质，比较不同容量的金属化 纸介电容器的绝缘电阻值与比较聚苯乙烯（聚 乙烯）和金属化纸介电容器的时间常数的大小 ，并说明影响时间常数的主要因素。 比较聚苯乙烯（苯乙烯）电容器和金属化纸介 电容器的吸收系数的大小，并说明其原因。
二﹑测试原理和方法


理想电容器充电以后切断电源，经过一段时间以后， 电容器两端的端电压应该保持不变。但是，实际电容 器由于使用的介质材料的绝缘电阻不是无穷大，所以 切断电压后随时间的延长端电压就会逐渐减少。其减 小速率决定于电容器的绝缘电阻的大小。因此，利用 这个原理就可以测量电容器的绝缘电阻，即自行放电 法。本次实验即使用这种方法来测量绝缘电阻。 吸收系数是根据电容器所用的介质具有缓慢极化的特 性，电容器充电后，经短路放电片刻再开路，电容器 两端又出现一定数值的电压，称为剩余电压，表征电 容器的介质的吸收特性。
5、比较聚苯乙烯（苯乙烯）和金属化纸介电容器的介质吸收 系数Ka的大小。 充电1分钟后打开电源开关K1，同时合上短接开关K3，放电2秒 钟，再断开1分钟后，测出端电压ua，求出吸收系数Ka 。
聚苯乙烯（聚乙烯）电容器 充电电压uc 150 200 250 端电压ua Ka 金属化纸介电容器 充电电压uc 150 200 250 端电压ua Ka