Для определения емкости конденсаторов пользуются электрической схемой (рис. 1) - мостиком Сотти. Для питания схемы используется переменный ток промышленной или более высокой частоты. Индикаторами равновесия моста являются специальные нуль - индикаторы переменного тока различных конструкций. Схема мостика Сотти подобна схеме мостика Уитстона.
Конденсатор емкостью С оказывает переменному току ёмкостное сопротивление . В уравновешенном мосте ток через нуль- индикатор отсутствует, потому что потенциалы точек D и Е совпадают и по амплитуде и по фазе.
Последнее условие связано с тем, что синусоида тока в ветви ADB сдвинута по фазе на относительно синусоиды тока в ветви АЕВ, т.е.
, .
В уравновешенном мостике, когда в любой момент времени имеются равенства напряжений , . По закону Ома , следовательно:
, .
Откуда .
Учитывая, что , , ,получаем расчетную формулу:
.
Следует обратить внимание, что перестановка С и С 0 местами в схеме приведет к изменению расчетной формулы.
Измерения будут более точными, если равновесие устанавливается, когда движок находится в средней части реохорда. Для этого эталонную емкость С 0 подбирают по величине близкой измеряемой, т.е. соблюдают оптимальные условия измерения. Обоснование оптимальных условий измерений и вывод рабочей формулы для расчетов погрешности подобны расчетам, проведенным в работе № 1.
Мостик имеет круговой реохорд со шкалой для отсчета l 1и l 2. Питание осуществляется от сети через понижающий трансформатор. В плечи моста подключают С 0 - подходящий эталонный и С - исследуемый конденсаторы.
В качестве нуль - индикатора используется прибор детекторной системы, состоящий из выпрямителя и магнитоэлектрического гальванометра.
В качестве объектов для определения электроемкости используют конденсаторы групп – С x и С y по три конденсатора в каждой группе. Этим обеспечивается много вариантность заданий. Выбранные измеряемые конденсаторы с помощью позиционных переключателей можно включать в цепь мостика Сотти по одному, а также соединять их между собой С x и С y параллельно или последовательно.