Khi tôi nuôi con mèo của tôi, và sau đó chạm vào mũi nó, tôi có một chút sốc. Thỉnh thoảng, khi cô ấy đi đến một cái gì đó, mũi cô ấy phát ra và cô ấy nhảy trở lại và phồng ra. Tôi đã tự hỏi làm thế nào tôi có thể đi về việc đo điện dung của con mèo của tôi.

Vì vậy, con mèo của tôi có bao nhiêu con mèo nhỏ? Tôi không nghĩ rằng tôi chỉ có thể gắn vật màu đen trên đồng hồ vạn năng vào đuôi của cô ấy và sau đó chạm vào mặt đỏ vào mũi cô ấy như trong bài viết wikihow này . Cả bài viết wiki về điện dung cơ thể cũng không phải câu hỏi trao đổi ngăn xếp này trong cùng một chủ đề cho tôi biết bất cứ điều gì về đo lường.

Tôi có một con chip capsense I2C cho Arduino của tôi, nhưng dường như nó chỉ đưa ra những con số ngẫu nhiên trong khoảng từ 200 đến vài nghìn và tôi không biết phải làm gì với những con số đó ngay cả khi có bất kỳ sự lặp lại nào với chúng.

Có thể tạo ra một dây đeo hiển thị cho con mèo của tôi sẽ hiển thị "điện tích hiện tại" cho con mèo của tôi trên lưới LED màu cam sáng? Hoặc tôi nhất thiết phải có một điện áp tham chiếu (sự hiểu biết của tôi về điện là điện áp luôn luôn tương đối, điều này có áp dụng cho tĩnh điện không?)

Cảm ơn trước,

Tim

EDIT: Trong khi lý thuyết của Russell McMahon về lý thuyết dường như có hiệu quả, tôi không nghĩ rằng phương pháp của anh ta dễ thực hiện như của George Herold. Cả hai câu trả lời dường như trả lời câu hỏi ngay lập tức như trong tiêu đề. Tuy nhiên, không phải là hoàn toàn đầy đủ. Cả hai đều xoay quanh yêu cầu phải có một con mèo sạc đầy. Nhưng làm thế nào để chúng ta biết bao nhiêu lần để vỗ mèo của chúng tôi trước khi chúng được sạc đầy.

Điều quan trọng là cũng có thể đo lường điện tích theo thời gian thực, theo phản hồi của JRE để đặt nền tảng cho các phương pháp của Herold hoặc McMahon. Sử dụng kỹ thuật của JRE, chúng ta có thể sạc cho mèo cho đến khi điện tích ngừng tăng, THEN đo điện dung của mèo.

Lý tưởng nhất, nếu chúng ta xác minh tiềm năng của năng lượng vuốt ve như nguồn năng lượng nhiên liệu sau furril, chúng ta sẽ cần đo thời gian thực đáng tin cậy về số giờ milliwatt được lưu trữ của mèo cũng như điện tích purrentage và sạc purr pat.

Về nhiệm vụ tiền thưởng cho độ tin cậy theo cách rẻ tiền: để thuyết phục bản thân rằng đây là một nhiệm vụ khá khó thực hiện (với độ chính xác trong phòng thí nghiệm), hãy xem xét những gì nó đòi hỏi để đo "nó" cho con người, ví dụ như trong một bài báo đã nghiên cứu nó cho các mục đích liên quan đến ESD, Tính toán số lượng điện dung cơ thể người bằng phương pháp điện tích bề mặt của Osamu Fujiwara và Takanori Ikawa, doi: 10.1002 / ecja.10025 . Trích dẫn từ bản tóm tắt:

Tuy nhiên, điện dung cơ thể phụ thuộc mạnh mẽ vào mối quan hệ giữa mặt phẳng mặt đất và tư thế cơ thể. Do đó, không rõ yếu tố nào chi phối điện dung cơ thể. Trong bài báo này, điện dung tĩnh của một cơ thể đứng trên mặt phẳng được tính bằng phương pháp điện tích bề mặt. [...] Người ta thấy rằng điện dung tăng lên khi mặt sau của đế giày tiếp cận với mặt phẳng đất, rằng điện dung cơ thể ở cùng độ cao (10 mm) khi đế giày là 120 đến 130 pF, và đó là khoảng 60 pF nếu vị trí của đế đủ cao. Các kết quả tính toán được xác nhận bằng cách đo điện dung cơ thể.

Và nếu bạn tò mò về phương pháp đo lường của họ, đây là chi tiết cho điều đó từ bài báo:

Hình 7 (a) cho thấy phương pháp đo điện dung của cơ thể người và Hình 7 (b) cho thấy mạch tương đương của nó. Người được thử nghiệm (cao 168 cm, nặng 68 kg) với hình dạng cơ thể gần giống với mô hình cơ thể người đang đứng bằng chân trần trên tấm xốp hoặc tấm acrylic đục lỗ (sâu 30 cm, rộng 11 cm) trên tấm kim loại trong một lá chắn Faraday. Tấm acrylic đục lỗ có 201 lỗ được tạo bằng mũi khoan có đường kính 4,5 mm tại các vị trí ngẫu nhiên trên tấm và với tỷ lệ diện tích khoảng 9%. Theo cách này, độ thấm tương đối giảm một cách hiệu quả. Trong điều kiện này, nguồn điện được sử dụng để sạc cho V _B0 (= 10 V) thông qua một công tắc tương tự (Toshiba TC4066BP). Khi tắt nguồn điện bằng công tắc analog, điện thế cơ thể v _B(t) được khuếch đại bởi bộ khuếch đại trở kháng đầu vào thấp (với điện trở đầu vào R _i = 10.2 MOhm, điện dung đầu vào C _i = 13.6 pF) và được dẫn đến máy tính thông qua bộ chuyển đổi A / D. Tần số lấy mẫu của bộ chuyển đổi A / D là 200 kHz và mức độ lượng tử hóa là 12 bit. Trong phép đo tiềm năng, tấm kim loại được sử dụng làm mặt đất mà các kết nối nối đất của các thiết bị đo được kết nối. Từ mạch tương đương trong Hình 7 (b), thế năng cơ thể v _B (t) được cho bởi

$$\frac{v_B(t)}{V_{B0}} \simeq exp \Big[ - \frac{t}{(C_i+C_B)R_i}\Big]$$

Do đó, từ đặc tính phân rã tiềm năng, điện dung cơ thể C _B có thể được suy ra.

Về cơ bản, đây là phương pháp không đổi cùng thời gian được đề xuất bởi George Herold (mà tôi đã nâng cấp một thời gian trước), nhưng theo tiêu chuẩn boffin. Không ai đo điện dung cơ thể một cách đều đặn (ngay cả đối với con người), vì vậy tôi không biết tại sao bạn lại mong muốn có một cách rẻ tiền để làm điều đó một cách đáng tin cậy ... Đừng bận tâm rằng nó có thể thay đổi khá nhiều khi con mèo thay đổi vị trí cơ thể .

Ngoài ra, nếu bạn hy vọng chỉ mô phỏng nó trên máy tính ... mô hình số của chúng có thể sẽ không tốt cho mèo vì:

Ngoài ra, quần áo và tóc không được bao gồm trong mô hình số.

Đối với một bài báo cũ hơn (nhưng hiện có sẵn miễn phí), thảo luận về các vấn đề với việc đo điện dung cơ thể chính xác, xem điện dung cơ thể con người của N. Jonassen : khái niệm tĩnh hay động? . Đọc điều đó, một điểm nổi bật là đế giày thực sự là một đóng góp chính cho điện dung mô hình cơ thể người (trong khi tóc và quần áo về cơ bản có thể bị bỏ qua). Than ôi, điều đó có lẽ trái ngược với những gì bạn có thể mong đợi cho yếu tố chi phối ở một con mèo (ở trạng thái tự nhiên) khi có liên quan đến điện dung. Thật không may, điểm thưởng trên SE khá khó có thể là một "khoản tài trợ" đủ cho các đồng tiền để giải quyết mô hình cơ thể mèo khá khác biệt này trong phòng thí nghiệm của họ ...

"Chạm vào không phải con mèo, Bot một chiếc găng tay"

• 

DTTAH / ACNR / IANAL / YMMV *

Thiết bị:
Vôn kế / dao động trở kháng cao với đầu dò HV.
Tụ điện dung cao áp thấp (1 10 100 1000 pF) x 2 mỗi cái.

Pretest - tích điện cho một số điện áp cao đã biết và đo bằng vôn kế để xác định khả năng đo.

Đối với các kết quả purrinf nên có các bước tối thiểu giữa các lần lặp thứ nhất và lần thứ hai là 2.3.4.

1. Chọn nắp - nói 100 pF.
2. Mũ xả (ngắn)
3. Kết nối một đầu của nắp với mặt đất - một đầu của nắp với mèo.
   .... (Cách "để mèo" đạt được được để lại như một bài tập cho người đọc.)
   .... (Bây giờ, mũ và mèo ở cùng một giá trị)
   Ngắt kết nối nắp với mèo
4. Đo Vcap
5. lặp lại 2. 3. 4.
6. So sánh bài đọc.
7. Lặp lại với mũ cao hơn và thấp hơn. Mục tiêu là phạm vi trong đó V1 / V2 cao một cách hữu ích - nói về 2: 1.

Chế biến.

Khi nắp kết nối với nắp mèo được tính phí. Cat và cap chia phí theo tỷ lệ với công suất. Điện áp tổng thể giảm để phản ánh sự gia tăng điện dung hệ thống từ nắp addin đến Ccat. Nếu Vcat trước và sau khi chuyển tiền đã biết, bạn có thể tính toán Ccat.
Nhưng Vcat 'hơi khó' để xác định.
Quá trình lặp lại cho điểm thứ hai và 2 phương trình đồng thời có thể được giải để đưa ra Ccat.

Nếu Ccap << Ccat thì delta V nhỏ và kết quả không được điều hòa. Nếu Ccap >> Ccat thì delta V lớn và kết quả bị điều hòa.

Nếu Ccap ~~~ = Ccat thì cháo vừa phải và giường vừa phải.
Nếu Ccap = Ccat thì điện áp sẽ giảm một nửa khi đọc lần thứ hai.
V = Vcat_origen / 2

Mặt khác, thay đổi tỷ lệ có liên quan đến tỷ lệ nghịch với công suất.
V2 = V1 x Ccat / (Ccat + Ccap) hoặc

Nói V1 / V2 = 0,75 Ccat = 3 x Ccap.

E & OE ....

---

DTTAH ...... Đừng thử điều này tại nhà
ACNR ........ Hãy cẩn thận, không có trách nhiệm
IANAL ....... Tôi không phải là luật sư
YMMV ....... mileage SILL khác nhau
E & OE ........ Lỗi và thiếu sót.

Như một chút của một đoạn ngắn trên Spehro's, điện dung ~ bán kính. Bạn có thể đo điện dung cơ thể của chính mình với phạm vi 'của bạn. Kết nối đầu dò x10, đặt bạn kích hoạt cho một lần chụp, Cào chân hoặc chà áo len của bạn (người nhảy ở Anh) và chạm vào đầu của đầu dò. Bạn sẽ thấy phóng điện của bạn thông qua 10 Meg Ohm của đầu dò phạm vi. Tìm điểm 1 / e. Đây là một 'phạm vi bắn cho tôi. (Bạn phải chơi xung quanh một chút để có được số lần cào đúng.) Tôi nhận được khoảng 2,5 ms ~ 250 pF. Bạn có thể thử điều tương tự với con mèo.

/

Oh cho con mèo (hoặc số chính xác hơn) bạn nên trừ điện dung của đầu dò.
(khoảng 16pF cho đầu dò x10 của tôi.)

Chỉnh sửa cho ý kiến: Đây là một ví dụ về phân rã RC. RC là hằng số thời gian của mạch. Xem bài viết wiki tại đây. Ước tính nhanh về hằng số thời gian là thời gian khi điện áp giảm xuống 1 / e so với giá trị bắt đầu của nó. (1 / e là khoảng 1/3) Trong phạm vi 'bắn trên thời gian này là khoảng 2,5 ms = RC (R = 10 Meg ohm)

Vấn đề kích hoạt và Purrpose

Làm thế nào để đo trọng lượng trong không gian? Chắc chắn không phải với một quy mô, bởi vì không có trọng lực. Người ta phải sử dụng một bộ máy đặc biệt để suy luận nó một cách gián tiếp - thông qua dao động.

Tương tự, bạn đang cố gắng đo giá trị của một con mèo, theo đó bạn không thể đo trực tiếp điện dung. May mắn thay, có một vài điều chúng ta biết từ vật lý xảy ra trong các tụ điện mà chúng ta có thể sử dụng để suy ra tính xa xôi của mèo.

Địa kỹ thuật

Hãy bắt đầu bằng cách kiểm tra hình học của vấn đề này. Chúng ta không thể nói chính xác rằng con mèo là một tụ điện theo nghĩa truyền thống, mặc dù nó chắc chắn có thể lưu trữ điện tích. Thực tế, bạn đã mô tả một hệ thống mèo chân sàn kết hợp, theo đó móng chân của mèo tạo thành một chất điện môi giữa nó và sàn nhà (hoặc giường, hoặc tấm hoặc bất cứ thứ gì). Con mèo chỉ là một nửa của thiết lập, nhưng tôi lạc đề.

Do đó, chúng tôi sẽ tránh thực hiện các biện pháp quyết liệt như chiên mèo với 10.000 V từ đầu đến đuôi (chúng tôi đã biết rằng chúng tôi có thể mô hình một con mèo như một điện trở). Thay vào đó, chúng tôi sẽ làm một việc khá vô hại: dán con mèo lên một tấm thảm cách nhiệt (chỉ để đảm bảo an toàn) và kéo 10.000 V từ mặt đất xuống đất.

Điều gì xảy ra khi một cửa hàng cơ thể tính phí?

• Sạc nhiều hơn = nhiều năng lượng hơn. Nhiều năng lượng hơn = khối lượng nhiều hơn.
• Thêm phí = nhiều ion hơn. Nhiều ion hơn = lực mạnh hơn ở đâu đó.

Có vẻ như chúng ta có hai cách khác nhau để có thể thực hiện một phép đo đơn giản.

Meowthed 1: Nhiều phí hơn, khối lượng lớn hơn

Chúng ta hãy làm một số dẫn xuất khăn ăn từ tiết lộ tuyệt vời này từ Einstein.

$$\begin{split} E &= mc^2 \\ m &= \frac{E}{c^2} \quad\text{a little rearrangement} \\ \partial m &= \frac{\partial E}{c^2} \quad\text{convert into differential form} \end{split}$$

Được rồi, sao cũng được, tôi sẽ đi đâu với điều này? Bạn có nhìn thấy nó không? Bây giờ chúng ta có thể liên hệ một sự thay đổi trong khối lượng với một sự thay đổi về năng lượng ! Thuật ngữ E bất chính đó không đáng sợ lắm, nó tương đương với lượng năng lượng được lưu trữ trong catpacitor.

$$E_{joules} = C \cdot V \quad \text{(coloumb volts)} \\ 1 C = 1 F \cdot 1 V \\ \therefore E_{joules} = F \cdot V^2$$

Bây giờ chúng ta đang đến đó. Hãy kết hợp!

$$\begin{split} \partial m &= \frac{\partial[ E ]}{c^2}, \quad E = F \cdot V^2 \\ \partial m &= \frac{\partial[ F \cdot V^2 ] }{c^2} \\ &= \frac{F}{c^2} \partial [ V^2 ] \\ F &= \frac{ \partial m \cdot c^2 }{\partial [ V^2 ] } \end{split}$$

Bạn có nó, bạn của tôi - một công thức cho điện dung của một con mèo mà bạn có thể đo được với quy mô hộ gia đình và nguồn điện áp - có thể khoảng một nghìn pin 9V nối tiếp. Thử một lần đi. Giả sử mèo giống với con người, chúng ta có thể ước tính điện dung ở khoảng 100 pF . Hãy xem những gì mong đợi ở10.000 V một megavolt.

$$100 \text{pF} = \frac{ \partial m \cdot c^2 }{ [ 10^6 \text{V} ]^2 }, \quad \partial m \Rightarrow 1.11 \text{fg}$$

Vâng, nếu bạn phải phàn nàn về điều gì đó, nó là sự thật mà chúng ta có thể bỏ lỡ sự thay đổi trong khối lượng từ hơi thở của con mèo hoặc đổ bình thường của lông / da. Ngoài ra, chúng ta có thể vòng cung trên tấm thảm cách điện ở mức một triệu volt, nhưng này - bạn muốn thứ gì đó dễ đo, và cái gì dễ hơn cân mèo?

Meowthed 2: Nhiều phí hơn, nhiều lực hơn

Chúng ta cần hai mức độ gián tiếp cho mức này vì lực có thể khó đo khi nó nhỏ (xem ở trên). Mặc dù chúng ta có thể sử dụng thang đo khác với con mèo trên đó, nhưng hãy dựa vào một thứ đơn giản - thực tế là mèo luôn.land.on.their.feet.

Điều này không đòi hỏi một số thiết bị, cụ thể là một số nam châm lớn. Lấy nền tảng thử nghiệm của chúng tôi từ một meowthed (con mèo, tấm thảm và mặt phẳng mặt đất) và thả chúng lại với nhau thông qua các nam châm.

$$\vec F = q(\vec E + \vec v \times \vec B)$$

Chúng ta có thể bắt đầu bằng cách loại bỏ điện trường vì chúng ta chưa tạo ra một trường cụ thể. Sau đó, lưu ý rằng điện tích mà chúng ta đang xử lý xuất phát từ điện dung của con mèo.

$$\begin{split} C &= \frac{q}{V} \quad q = CV \\ \vec F &= CV ( \vec v \times \vec B ) \\ C &= \Big ( \frac{1}{V} \Big ) \Big ( \frac{ \vec F }{ \vec v \times \vec B } \Big ) \end{split}$$

Bởi vì nó không quan trọng để lấy được và về cơ bản tôi đã đặt ra toàn bộ vấn đề cho bạn, tôi sẽ để lại cho người đọc sự hài lòng của sản phẩm này.

Nếu bạn bắt đầu con mèo theo hướng thẳng đứng, nó sẽ tự nhiên quay tròn khi nó rơi để điều chỉnh hướng của nó để hạ cánh trên đôi chân của nó. Đo chiều cao và chiều dài của con mèo của bạn và xác định mức độ bạn cần thả nó khi không được sạc để nó quay chính xác chín mươi độ khi nó chạm đất. Lặp lại và tinh chỉnh cho đến khi con mèo không thể theo kịp - nó không thể quay đủ nhanh. Hãy cẩn thận ở đây vì những hiệu ứng lạ phát huy tác dụng khi bạn đưa một con mèo đến giới hạn này.

Biết rằng con mèo đang cố gắng hết sức để điều chỉnh hướng của nó, bây giờ bạn có thể sạc nó lên và thả đi - khoang bom mở. Bây giờ, giả sử rằng con mèo được cung cấp năng lượng và tạo thành một tụ điện với mặt phẳng mặt đất, các điện tích trong cơ thể của nó nên tách ra: một số đến bàn chân của nó và những cái khác ở phía trên lưng lông của nó. Khi nó hạ xuống, mỗi điện tích này sẽ chịu một lực xuyên qua từ trường theo đạo hàm của Lorentz ở trên và sẽ tạo ra một mô-men xoắn trên cơ thể con mèo khiến nó quay tương đối với tấm thảm.

Tiếp tục tăng điện áp trên con mèo cho đến khi mô-men xoắn cực đại phù hợp với những nỗ lực của người bạn lông xù của bạn để tự điều chỉnh. Khi con mèo không còn có thể quay nữa, bạn có tất cả các biến cần thiết.

→ F → v → $V$ là điện áp tại điểm rơi cuối cùng của bạn. có nguồn gốc từ mô-men xoắn trên con mèo dựa trên tốc độ nó có thể quay nhanh trước khi đặt điện áp. Sử dụng vật lý cấp trung học và hình học con mèo cụ thể của bạn để lấy giá trị này (NB, điều này chỉ cần được thực hiện một lần và có thể được lưu cho các bảng trong tương lai). hoàn toàn phụ thuộc vào trọng lực và thời điểm trong mùa thu khi các phép đo được thực hiện. là cường độ từ trường đã biết dựa trên các nam châm bạn sử dụng.$\vec F$$\vec v$$\vec B$

Nếu điều này có vẻ quá phức tạp đối với bạn, chỉ cần thả con mèo từ một điểm đủ cao để nó đạt vận tốc cuối trước khi bắt đầu quan sát của bạn.

Cuối cùng, bạn nhận được giá trị của mà không có gì ngoài sự lo lắng, một nguồn điện áp và đôi mắt sắc sảo.$C$

Phần kết luận

Rõ ràng đây là một vấn đề đơn giản mà hầu hết các sinh viên vật lý đã làm, nếu thực sự họ đã từng làm vật lý thực sự . Những bức ảnh bị mất nhưng đã muộn và tôi không thể dành toàn bộ thời gian của mình để giúp bạn giải quyết những chuyện vặt cơ bản như vậy. Có nhiều cách hơn để thực hiện phép đo này, vì vậy hãy đặt suy nghĩ của bạn lên và cho chúng tôi biết nó diễn ra như thế nào!

Bạn có thể đo điện tích trên con mèo bằng cách sử dụng một điện cực.

Tôi đã xây dựng một cái giống như một tham chiếu, nhưng không thể có được MPF102. Thay vào đó, 2N5464 hoạt động tốt. Xây dựng mạch như mô tả, đặt nó trong một hộp kim loại (nối mặt âm của pin vào hộp) và thêm ăng-ten như mô tả trong bài viết. Nếu đèn LED sáng, thì bạn đã có một con mèo tải.

Cũng lưu ý, BẠN có thể được tải thay vì con mèo. Zap xảy ra khi có sự khác biệt về mức phí, vì vậy nếu bạn bị tính phí nhiều hơn con mèo, bạn cũng sẽ bị bắn. Tự hạ cánh trước khi tóm lấy con mèo - nếu bạn vẫn bị bắn thì con mèo đã bị buộc tội.

Tôi thấy thú vị rằng tôi đã không thấy bất kỳ giải pháp nhúng nào.

Bạn có thể tạo một mạch RC như mô tả ở trên trong đó con mèo của bạn là C. Kết nối con mèo C của bạn và một điện trở R nối tiếp từ mặt đất với chân IO trên bộ vi điều khiển của bạn. Đặt dòng IO thành đầu ra cao đủ lâu để đảm bảo bạn đã sạc đầy cho con mèo của mình. Sau đó chuyển dòng IO sang đầu vào và tính xem con mèo của bạn mất bao lâu để xả xuống đất. Đầu vào trên dòng IO sẽ về 0 khi điều này xảy ra.

Sạc và xả bạn mèo liên tục trên một bộ đếm thời gian phần cứng bị gián đoạn để tính trung bình theo thời gian. Điện dung của con mèo của bạn có thể được tính từ giá trị điện trở và thời gian cần thiết để xả từ điện áp được sạc đầy đến điện áp ngưỡng trên đường IO của vi điều khiển của bạn. Tùy thuộc vào bạn để tạo ra một đầu dò mèo và ba lô tốt với đầu ra màn hình LCD có giá trị liên tục được vi điều khiển tính toán.

Phương pháp này:

1. Yêu cầu không có thiết bị đo thêm.
2. Các biện pháp liên tục.
3. Có thể xuất ra màn hình LCD để theo dõi trực tiếp.
4. Là đủ nhỏ để cưỡi trên con mèo của bạn thoải mái.
5. Hoàn toàn tự động.

Sự giao thoa của con mèo với mạch đo là vấn đề lớn nhất, vì không có tiêu chuẩn quốc tế nào về cách gắn đầu dò đo với con mèo. Với mục đích phá vỡ vấn đề, chúng ta sẽ xem xét con mèo ở cấp độ vĩ mô.

Đây là một giải pháp đơn giản (nó không thực sự đơn giản). Những thứ bạn cần:

• hai tấm kim loại có diện tích lớn hơn con mèo của bạn
• vật liệu cách nhiệt cho các tấm
• một xung hoặc nguồn liên tục

Phải làm gì:

1. Xây dựng một tụ điện lớn với hai tấm kim loại, trong khi cách điện bề mặt của chúng. Đo phản ứng của nó với đầu vào điện áp. Tăng điện áp cho đến khi bạn nhận được một cái gì đó có thể đo lường được.
2. Đặt con mèo của bạn vào tụ điện và đo lại. Con mèo sẽ thay đổi điện dung.

Thực tế, bạn sẽ có được một tụ điện trong lần chạy đầu tiên và con mèo nối tiếp với tụ điện đó trong lần chạy thứ hai. Tôi đoán bạn nên xem xét sự thay đổi điện dung cho các vị trí mèo khác nhau, chế độ ăn khác nhau, mèo ngủ so với mèo tỉnh táo và để có được một mô hình điện dung phù hợp phụ thuộc vào các thông số khác nhau của mèo.

Không biết đáp ứng tần số của con mèo, bạn nên thử cả hai đầu vào DC và xung. Con mèo nên phụ thuộc tần số. Đặc biệt là liên quan đến tần suất lật của các lưỡng cực nước, vì đây là một phần tốt của con mèo.

Tôi sẽ vẽ tranh sớm thôi, bây giờ tôi chỉ muốn chia sẻ ý tưởng.

Nó không phải là điện dung bạn nên yêu cầu. Điện dung của con mèo của bạn là không phù hợp với cú sốc mà bạn đã có. Đó là sự tích lũy điện tích tĩnh. Điện dung là về khả năng giao dịch năng lượng bằng vật liệu điện môi, không phải là tiềm năng của điện tích. (xem: http://en.wikipedia.org/wiki/Static_electricity )

Bạn có thể có một ý tưởng về mức độ của nó bằng cách sử dụng các electron đẩy nhau. Bạn có thể xây dựng một máy quang điện tử (hữu ích: http://www.exploratorium.edu/snacks/electroscope/index.html )

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng một vôn kế kỹ thuật số thay thế. Biến nó thành chức năng AC milivolts. Một đầu dò được nối đất. Xoay đầu dò khác (~ 2-3 hz) vuông góc với thân cây của cô ấy, mà không liên lạc.

Nếu câu hỏi là kháng mèo, sẽ không có gì lạ nếu không ai đề nghị đứng dậy khỏi ghế máy tính của bạn và tìm ngăn kéo nào có DVM của bạn?

Hoặc một BK rlc-mét được đặt thành "c" và 1KHz.

Một đầu chì chạm vào mũi mèo. Còn cái kia thì sao? Chà, Cat-pacocate thay đổi theo cách tiếp cận với khối lượng dẫn điện, hoặc khoảng cách với mặt đất. Vì vậy, người dẫn khác đi đến BẠN, và đưa tay gần con mèo. Nên xem ~ 20 pF, nhiều hơn nữa nếu mèo nằm trong lòng bạn.

Cách tốt nhất để da Catpacitor này

Trong khi một vài phương pháp khác được đăng ở đây có vẻ khả thi, thử nghiệm này có thể được thực hiện mà không cần đến máy hiện sóng hoặc một vài giá trị cụ thể của tụ điện cao áp. Mặc dù một trở kháng cao / đồng hồ điện áp cao là cần thiết.

Một cách tốt hơn để xử lý điều này sẽ là xử lý nó tương tự như một mạch chia dòng đơn giản sau đó rút ra phương trình cơ bản để tính trực tiếp Ccat.

Như trong mạch đầu tiên này, việc xác định Rx không quá khó nếu biết các giá trị khác. Tại thời điểm = 0 dòng chảy chỉ qua Rx. Tại thời điểm = 1, công tắc thay đổi và dòng điện phân chia giữa hai đường dẫn (thông qua Rx và Rref). Lượng dòng điện trong mỗi đường dẫn được xác định bởi các giá trị điện trở. Ý tưởng chính là tổng dòng điện đầu vào vẫn giữ nguyên ở cả hai vị trí công tắc, nhưng điện áp trên mỗi điện trở sẽ thay đổi do dòng điện khác nhau trong mỗi nhánh. Sử dụng định luật Ohms Rx có thể được tính bằng cách đo các thay đổi điện áp và biết giá trị của Rref.

Trong cặp mạch tiếp theo này, chúng tôi giới thiệu Cat với điện dung không xác định (Ccat) xuống đất. Tại thời điểm = 0 có tổng điện tích cố định trong mạch (Qtotal0). Đây là khoản phí ban đầu trên Cat (Qcat0). Điện tích ban đầu trên Cat tạo ra điện áp ban đầu (Vcat0).

Tại thời điểm = 1, công tắc thay đổi và tổng điện tích chia giữa Cat và tụ điện tham chiếu (Cref). Điện áp trên Cat thay đổi (Vcat1), do sự truyền điện tích. Điện tích truyền vào tụ điện tham chiếu tạo ra điện áp (Vcref1) bằng với điện áp trên Cat (vì vậy Vcat1 = Vcref1).

Điều quan trọng cần lưu ý là mặc dù một số điện tích đã được chuyển, tổng điện tích hiện tại trong mạch (Qtotal1) vẫn bằng với điện tích ban đầu, (vì vậy Qtotal0 = Qtotal1).

Theo cách tương tự với định luật Ohms, điện áp trên tụ điện có thể được tìm thấy với phương trình V = Q / C. Thao tác phương trình này điện tích của tụ điện có thể được tìm thấy bởi Q = VC. Với phương trình điện tích tụ và biết giá trị của Cref, nó chỉ cần hai phép đo điện áp cao (tại thời điểm = 0 và thời gian = 1) để xác định điện dung của Cat, như hình dưới đây.

.

Điều khoản được sử dụng:

Phương trình sạc tụ điện: Q = VC, với Q ở Columbia, V tính theo V, C ở Farads

Qtotal0 = Tổng phí ban đầu tại thời điểm = 0

Qcat0 = Sạc trên mèo tại thời điểm = 0

Qtotal1 = Tổng phí tại thời điểm = 1

Qcat1 = Sạc trên mèo tại thời điểm = 1

Qcref1 = Sạc trên Cref tại thời điểm = 1

Vcat0 = Điện áp trên Cat tại thời điểm = 0

Vcat1 = Điện áp trên Cat tại thời điểm = 1

Vcref1 = Điện áp trên Cref tại thời điểm = 1

Ccat = Điện dung của mèo

Cref = tụ điện tham chiếu

.

Phép tính:

@ time = 0, đo điện áp trên Cat (Vcat0).

Phương trình điện tích trên mỗi tụ điện (Q = VC)

Qtotal0 = Vcat0 Ccat

@ time = 1, thay đổi công tắc, đo điện áp trên Cat (Vcat1), đây cũng là điện áp trên Cref (Vcref1).

Biết rằng tổng điện tích trong mạch không thay đổi:

Qtotal0 = Qtotal1

Qtotal1 được tạo thành từ điện tích trên Cat và điện tích trên Cref, vì vậy:

Qtotal0 = (Qcat1 + Qcref1)

Viết lại các khoản phí này dưới dạng tương đương với mỗi Q = VC:

(Vcat0 Ccat) = (Vcat1 Ccat) + (Vcref1 Cref)

Hãy nhớ lại rằng với vị trí chuyển đổi này Vcat1 = Vcref1, thay thế vào phương trình:

(Vcat0 Ccat) = (Vcat1 Ccat) + (Vcat1 Cref)

Mang các điều khoản Ccat sang một bên:

(Vcat0 Ccat) - (Vcat1 Ccat) = (Vcat1 Cref)

Yếu tố ra Ccat:

Ccat (Vcat0 - Vcat1) = (Vcat1 Cref)

Cô lập mèo:

Ccat = (Vcat1 Cref) / (Vcat0 - Vcat1)

Làm xong...

.

Bây giờ cho một ví dụ:

Sử dụng giá trị tiêu chuẩn 100pf cho Cref, đo Vcat tại thời điểm = 0 và tại thời điểm = 1, (sử dụng 9kV và 4kV)

Ccat = (Vcat1 Cref) / (Vcat0 - Vcat1)

Ccat = (4kV 100pf) / (9kV - 4kV)

Ccat = 400pf / 5

Mèo = 80pf

.

Sử dụng một tụ điện có giá trị tương đối thấp (điện áp cao), điện dung Cat của bạn có thể được tính toán, với ít khả năng xảy ra bất kỳ hậu quả thảm khốc nào.

Cũng lưu ý rằng đây là một nỗ lực lý thuyết thuần túy, không có động vật nào bị tổn hại trong quá trình này. Kết quả của bạn có thể thay đổi. Không chịu trách nhiệm cho bất kỳ thiệt hại do sử dụng không được bảo vệ, không được kiểm soát, không được yêu cầu hoặc bất cẩn của các thông tin trên. - .- Thưởng thức

Bạn có thể làm điều này là một bước đo hai bước với điện dung và bộ khuếch đại FET. Bạn có thể đọc kết quả trên một phạm vi hoặc trên một vạn năng.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Thứ nhất: Ngắn C1 để loại bỏ tất cả các chi phí.

Thứ hai: Kết nối đầu vào với Cat

Bạn sẽ đọc trên Đầu ra điện áp được tạo ra trên C1 bằng điện tích của con mèo. Do đó, phí của Cat là Vout / C1.

Đảm bảo rằng Power + và Power- là đủ để tránh bão hòa của LF356. Các điện trở loạt có mặt để tránh châm ngòi cho con mèo của bạn khi bạn kết nối nó với tụ điện.

Nếu bạn muốn đọc liên tục trong khi bạn "tải" con mèo của mình, thì bạn cần một bộ chia điện dung. Các sơ đồ sau đây có thể làm điều đó.

^{mô phỏng mạch này}

Đầu ra có thể được đọc liên tục.

Đo điện dung trạng thái ổn định của mèo bằng một phương pháp đơn giản.

Cảnh báo: Đừng thử điều này ở nhà. Điều này đã không được thử nghiệm bởi tác giả.

Cảnh báo: Công suất truyền được tăng cả về điện áp, tần số và điện dung. Sử dụng tần số thấp (ví dụ 75 Hz), điện áp rms thấp (ví dụ 1 Vrms) và điện dung ghép thấp (ví dụ 15 pF).

Giống như những người khác đã nói trước đây. Việc phóng điện không chỉ phụ thuộc vào điện dung mà còn phụ thuộc vào điện tích, cả của bạn và của mèo. Câu trả lời này đề xuất một phương pháp đo điện dung của mèo trong kịch bản AC ở trạng thái ổn định.

Nếu mô hình tín hiệu nhỏ của con mèo trông như thế này:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Sau đó, bạn có thể đo Ccat catpacribution bằng bộ dao động sin tần số thấp và rms hoặc vôn kế cực đại như trong thiết lập này (lưu ý ESR ở trên là Rcat bên dưới):

^{mô phỏng mạch này}

Phương pháp:

• Trước tiên, kết nối đồng hồ vạn năng rms trực tiếp với bộ dao động sin để đảm bảo bạn có sin 1 Vrms và bạn có được số đọc ổn định.
• Giữ cho mèo bị ngắt kết nối và áp dụng một sin thông qua C1 chỉ với đầu dò được kết nối. Sau đó tìm Cpar ký sinh thăm dò bằng cách tính: , trong đó là tín hiệu đầu vào 1 Vrms và là điện áp đầu ra Vrms đo được.$C_{par} = C_1(V_i/V_o - 1)$$V_i$$V_o$
• Bây giờ kết nối con mèo và áp dụng một sin với đầu dò được kết nối. Sau đó tìm Ccat bằng cách tính: , trong đó là tín hiệu đầu vào 1 Vrms và là điện áp đầu ra Vrms đo được.$C_{cat} = C_1V_i/V_o-C_1-C_{par}$$V_i$$V_o$

Có được một kết nối tốt với con mèo có lẽ là khó khăn. Một cái gì đó dọc theo dây đeo cổ tay ESD, được tẩm một ít gel dẫn an toàn hoặc tương tự, có thể là cần thiết. Mũi có thể là một nơi thích hợp để có được kết nối tốt, nhưng hãy ...

Để có độ nhạy tốt, sự lựa chọn tốt nhất cho giá trị của C1 là khi C1 gần với Cpar + Ccat.

Điện trở sê-ri tương đương không gây ra vấn đề nhưng để chắc chắn, hãy lặp lại phép đo với tần số giảm một quãng tám cho đến khi bạn nhận được kết quả tương tự. Nếu bạn nhận được các kết quả khác nhau, nhưng chúng có thể lặp lại ở cùng tần số, hãy thử tạo một biểu đồ bode của đáp ứng cường độ, sau đó hỏi lại với một số dữ liệu đo. Cuối cùng, Ccat và Rcat là wetware, vì vậy họ có thể không quá ổn định theo thời gian.

Con mèo của bạn cũng là một ăng-ten, do đó cô ấy có thể lấy 50 / 60Hz từ nguồn điện. Nguồn này có thể được giảm giá nếu đo giá trị đầu ra rms nhỏ khi kết nối con mèo trong khi giữ cho đầu ra dao động nối đất. (Nếu tín hiệu ăng-ten lớn, bạn có thể tìm thấy Ccat bằng phương pháp khác => chỉ thay đổi C1.) Trong phương pháp trên, nếu tín hiệu ăng-ten lớn, bạn nên thử chọn tần số cho phép đo của mình để tín hiệu thắng ' t phụ thuộc quá nhiều vào mối quan hệ pha.

Để có được các phép đo theo thời gian, với độ phân giải thời gian chi tiết, cần phải đo / ghi lại điện áp đầu ra với một phạm vi. Các phương trình tương tự được áp dụng khi đo biên độ đỉnh như đối với rms. Do đó, khuếch đại đầu ra và sau đó sử dụng bộ chỉnh lưu nửa sóng sẽ cung cấp một mạch dễ dàng để cho phép đọc liên tục của catpacribution.

Cuối cùng, nếu bạn muốn đo điện dung là một hàm của điện áp trong quá trình phóng điện, thì bạn nên ghi lại sự phóng điện bằng máy hiện sóng như George Herold thể hiện trong câu trả lời của mình. Đối với thiết lập này, sử dụng bộ tạo dao động sóng vuông và thêm một điện trở phóng lớn. Sau đó tính toán điện dung dựa trên tốc độ thay đổi của điện áp và dòng điện đã biết (được biết từ điện áp và điện trở phóng điện).

$$C_{cat} = \frac{V(t)/R_{discharge}}{\frac{d}{dt}V(t)} - C_1 - C_{par}$$

Để đo mức độ catpac của mèo, trước tiên bạn cần một tụ điện có điện dung đã biết được nạp vào một điện áp đã biết. Lượng điện tích tính theo Columbia trong tụ điện này sẽ là CV trong đó C là điện dung trong farads và V là điện áp tính bằng volt.

Bây giờ xả hoàn toàn con mèo của bạn. Một cách có thể là sau đó đi bộ qua một số lá nhôm được nối đất.

Gắn một điều trị vào một trong các thiết bị đầu cuối tụ điện, cái còn lại vào một mảnh giấy bạc. Khi con mèo của bạn điều trị, tụ điện đã biết sẽ phóng điện và con mèo sẽ sạc cho đến khi điện thế của chúng cân bằng chính xác.

Bây giờ đo lại điện áp trên tụ điện đã biết của bạn. Sự thay đổi điện áp nhân với điện dung sẽ cho bạn biết bao nhiêu điện tích đi vào con mèo của bạn. Điện tích đó, chia cho điện áp còn lại , là điện dung của con mèo của bạn.