Untersuchung von Wasser als Dielektrikum im Kondensator

3.2 Messreihen
3.2.1 Wiensche Brücke zur Bestimmung der Kondensatorkapazität
Die Wechselspannungsbrücke wird wie im Schaltplan (Abbildung 5) aufgebaut. Die zu ermittelnde Kapazität sei
Cx. Da unser Versuchskondensator eine sehr kleine Kapazität hat (Cx ≈ 10 -11 F ) und Messfehler ausgeschlossen
werden wollen, testen wir den Aufbau zuerst mit einer bekannten Kapazität von Cx = 1nF . Diese Messung
ergab folgendes Ergebnis:
Abbildung 11: Testmessung mit Cx = 1nF ; C2 = 10nF ; R4 = 10kΩ; R3 = 1kΩ
Die Spannungen 1 und 2 sind die Einzelspannungen links und Rechts an der Brücke; M bezeichnet die
Spannungsdifferenz
Die Querspannung lässt sich problemlos auf null regeln. Dazu nutzen wir ein Potentiometer oder feste Wider-
stände. Außerdem sollten die beiden Widerstände in der gleichen Größenordnung sein, um ein möglichst exaktes
Ergebnis zu erreichen. Durch Anwenden der Lösungsformel erhalten wir die erwartete Kapazität:
Cx = R4
C2 =
R3
1kΩ
10nF = 1nF (73)
10kΩ
Um die Querspannung noch genauer herunter regeln zu können, wäre ein Operationsverstärker zu benutzen, der
die Querspannung weiter verstärkt.
Anschließend wird unser Versuchskondensator als Kapazität Cx aufgebaut. Für C2 wählen wir 15pF = 15 ·
10 −12 F für einen der Widerstände wird ein Potentiometer eingesetzt.
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