部分電容實驗中互有電位系數(shù)的測量方法

郝 麗， 袁建生

(清華大學(xué) 電機(jī)系 電力系統(tǒng)國家重點實驗室， 北京 100084)

部分電容實驗中互有電位系數(shù)的測量方法

郝 麗， 袁建生

(清華大學(xué) 電機(jī)系 電力系統(tǒng)國家重點實驗室， 北京 100084)

對于如何測量多導(dǎo)體系統(tǒng)的互有電位系數(shù)，現(xiàn)有實驗指導(dǎo)書上未見介紹，已有方法需要先測出自有電位系數(shù)。本文給出了互有電位系數(shù)的定義式測量方法，該方法利用了存儲示波器的暫態(tài)波形記錄功能，不需先測出自有電位系數(shù)。文中對該方法進(jìn)行了理論分析和實驗驗證，結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確、可靠，可運(yùn)用于本科生電磁場課程的部分電容實驗中。

電磁場；部分電容實驗；互有電位系數(shù)

0 引言

部分電容實驗是本科生“電磁場”課程靜電場部分的主要實驗之一，該實驗的目的是測定多導(dǎo)體系統(tǒng)的電位系數(shù)α、靜電感應(yīng)系數(shù)β和部分電容C，再由測定的實驗數(shù)據(jù)驗證α、β和C之間的關(guān)系[1-5]。

目前實驗指導(dǎo)書對β、C以及自有電位系數(shù)的測量方法和電路連線進(jìn)行了敘述，但是缺少對互有電位系數(shù)測量方法的介紹[1-3]。文獻(xiàn)[4]給出了一種測量互有電位系數(shù)的方法，該方法需要先測出自有電位系數(shù)，然后再進(jìn)行互有電位系數(shù)的測量，使得互有電位系數(shù)的測量精度依賴于自有電位系數(shù)的測量結(jié)果。

本文先對互有電位系數(shù)的現(xiàn)行測量方法進(jìn)行介紹，然后再給出其定義式測量方法，并給出該方法的理論分析和實驗結(jié)果驗證。

1 部分電容概念與現(xiàn)行測量方法

如圖1所示的三導(dǎo)體系統(tǒng)，設(shè)導(dǎo)體編號分別為0、1和2，其中0號為參考導(dǎo)體，則導(dǎo)體1和2上的電荷與電位的關(guān)系可以用方程組式(1)和(2)來表示，其分別是電位系數(shù)方程式和部分電容方程式。……