고양이를 쓰다듬고 코를 만지면 약간의 충격을받습니다. 때때로, 그녀가 무언가까지 걸어 갈 때, 그녀의 코는 불꽃이 튀어 나와서 뛰어 넘습니다. 나는 고양이의 커패시턴스를 측정하는 방법에 대해 궁금해했다.

내 고양이는 몇 개의 마이크로 패럿을 가지고 있습니까? 나는이 위키 하우 기사 에서처럼 멀티 미터의 검은 것을 꼬리에 붙인 다음 코의 붉은면을 만질 수 있다고 생각하지 않습니다 . 바디 커패시턴스 에 관한 wiki 기사 나 같은 주제에 대한 이 스택 교환 질문 은 측정에 관해 아무 것도 말하지 않습니다.

Arduino 용 I2C capsense 칩이 있지만 200에서 2,000,000 사이의 임의의 숫자를 버리는 것 같습니다. 반복성이 있어도 해당 숫자로 무엇을 해야할지 모르겠습니다.

밝은 주황색 LED 그리드에 고양이의 "현재 충전량"을 표시하는 고양 이용 스트랩을 디스플레이에 만들 수 있습니까? 또는 반드시 기준 전압이 필요합니까 (전기에 대한 나의 이해는 전압이 항상 상대적이라는 것입니다. 정전기에도 적용됩니까?)

미리 감사드립니다.

팀

편집 : 이론적으로 Russell McMahon의 대답이 효과가있는 것처럼 보이지만 그의 방법이 George Herold의 방법만큼 구현하기 쉽지 않다고 생각합니다. 두 답변 모두 제목에 제시된 즉각적인 질문에 답변하는 것 같습니다. 그러나 어느 것도 완전하지 않습니다. 둘 다 완전히 충전 된 고양이가 있어야한다는 요구에 달려 있습니다. 그러나 고양이가 완전히 충전되기 전에 몇 번이나 고양이를 두드리는지를 어떻게 알 수 있습니까?

Herold 또는 McMahon의 방법에 대한 기초를 설정하기 위해 JRE의 응답에 따라 실시간으로 충전량을 측정 할 수 있어야합니다. JRE의 기술을 사용하여, 전하가 상승을 멈출 때까지 고양이를 충전 할 수 있으며, 그런 다음 고양이의 정전 용량을 측정합니다.

이상적으로, 우리가 화석 후 연료 에너지 소스로서 소 동력의 잠재력을 검증하려면 고양이의 저장된 밀리 와트 시간뿐만 아니라 순도의 충전 및 충전 된 충전량의 안정적인 실시간 측정이 필요하다.

저렴한 방법으로 신뢰성에 대한 현상금 탐구와 관련하여, (실험실의 정밀도로) 안정적으로 수행하기가 다소 어려운 작업임을 자신에게 확신시키기 위해, 예를 들어 종이에서 사람을 위해 "그것"을 측정하는 것이 무엇인지 살펴보십시오. 그것은 ESD 관련 목적을 위해 그것을 연구했다. 후지와라 오사무와 이카와 다카노리의 표면 전하 법에 의한 인체 용량의 수치 계산 , doi : 10.1002 / ecja.10025 . 초록에서 인용 :

그러나 신체 용량은 접지면과 신체 자세 사이의 관계에 크게 의존합니다. 따라서 신체 용량에 어떤 요인이 영향을 미치는지 명확하지 않습니다. 이 논문에서, 접지면에 서있는 몸체의 정적 정전 용량은 표면 전하 방법에 의해 계산됩니다. [...] 신발 밑창의 뒷면이 접지면에 접근함에 따라 정전 용량이 증가하고 신발 밑창과 동일한 높이 (10 mm)의 신체 용량이 120 ~ 130 pF, 밑창의 위치가 충분히 높은 경우에는 약 60 pF이다. 계산 결과는 신체 용량의 측정으로 확인됩니다.

측정 방법에 대해 궁금한 점이 있으면 다음 문서에서 자세한 내용을 확인하십시오.

그림 7 (a)는 인체 커패시턴스 측정 방법을 보여 주며 그림 7 (b)는 등가 회로를 보여줍니다. 인체 모형에 가까운 체형으로 테스트 한 사람 (신장 168cm, 체중 68kg)은 스티로폼 판에 맨발로, 금속판에 천공 아크릴 판 (깊이 30cm, 폭 11cm)으로 서 있습니다. 패러데이 방패에서. 천공 된 아크릴 판은 판의 임의의 위치에서 직경이 4.5 mm이고 면적 비가 약 9 % 인 드릴로 만들어진 201 개의 구멍을 갖는다. 이러한 방식으로, 비유 전율이 효과적으로 감소된다. 이 조건에서 전원 공급 장치는 아날로그 스위치 (Toshiba TC4066BP)를 통해 V _B0 (= 10 V)으로 충전하는 데 사용됩니다 . 아날로그 스위치로 전원 공급 장치를 끄면 본체 전위 v _B(t)는 저 입력 임피던스 증폭기 (입력 저항 R _i = 10.2 MOhm, 입력 커패시턴스 C _i = 13.6 pF)로 증폭되며 A / D 변환기를 통해 컴퓨터로 보내집니다. A / D 변환기의 샘플링 주파수는 200kHz이고 양자화 레벨은 12 비트입니다. 전위 측정에서 금속판은 측정 장치의 접지 연결이 연결되는 접지로 사용됩니다. 그림 7 (b)의 등가 회로에서 신체 전위 v _B (t)는 다음과 같이 주어진다.

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

따라서, 전위 감쇠 특성으로부터 상기 바디 커패시턴스 C의 _B가 유도 될 수있다.

이것은 기본적으로 George Herold가 제안한 것과 동일한 시간 상수 방법 이지만 (이전에는 상향 조정했습니다) boffin 표준입니다. 아무도 (인간조차도) 규칙적으로 신체 커패시턴스를 측정하지 않으므로 신뢰할 수있는 저렴한 방법이있을 것으로 기대하는 이유를 모르겠습니다 ... 고양이 신체 위치가 바뀌면 약간 다를 수 있습니다 .

또한 컴퓨터에서 시뮬레이션하려는 경우 수치 모델은 고양이에게별로 좋지 않을 것입니다.

또한 옷과 머리카락은 수치 모델에 포함되지 않습니다.

정확한 신체 커패시턴스 측정에 대한 문제를 설명하는 다소 오래된 (그러나 현재 무료로 제공되는) 용지에 대해서는 N. Jonassen의 인체 커패시턴스 : 정적 또는 동적 개념을 참조하십시오. . 한 가지 중요한 점은 신발의 밑창이 실제로 인체 모델 커패시턴스에 큰 영향을 미친다는 것입니다 (머리와 옷은 기본적으로 무시할 수 있음). 아아, 그것은 아마도 캐패시턴스와 관련하여 지배적 인 요소가 자연 상태에서 고양이에있을 것으로 기대할 수있는 것과 반대 일 것입니다. 불행히도 SE의 현상금 포인트는 실험실에서이 다소 다른 고양이 신체 모델을 다루기위한 병에 충분한 "허가"가 아닐 가능성이 높습니다 ...

"고양이를 만지지 말고 장갑을 낀다"

• 

DTTAH / ACNR / IANAL / YMMV *

장비 :
HV 프로브가있는 고 임피던스 전압계 / 오실로스코프.
고전압 저용량 커패시터 (1 10100 1000 pF) x 2 개

사전 테스트-일부 알려진 고전압으로 커패시터를 충전하고 전압계로 측정하여 측정 기능을 결정합니다.

순수한 결과를 위해서는 첫 번째와 두 번째 반복 사이에 2.3.4의 최소 풋이 있어야합니다.

1. 뚜껑 선택-100 pF
2. 배출 캡 (짧은)
3. 캡의 한쪽 끝을 접지에 연결하십시오. 캡의 한쪽 끝을 고양이에 연결하십시오.
   ... (어떻게 독자를위한 운동으로 남아 있습니다. 달성 "고양이")
   .... (모자와 고양이 같은 purrtential에서 지금)
   고양이에서 분리 캡을
4. Vcap 측정
5. 2를 반복합니다. 4.
6. 측정 값을 비교하십시오.
7. 더 높은 캡과 더 낮은 캡으로 반복하십시오. 목표는 V1 / V2가 유용하게 높은 범위입니다 (예 : 약 2 : 1).

처리 중입니다.

캡이 고양이 캡에 연결되면 충전됩니다. 캐패시턴스에 비례하여 Cat 및 Cap 공유 전하. 애드 인 캡에서 Ccat으로의 시스템 커패시턴스 증가를 반영하기 위해 전체 전압 강하. 전송 전후의 Vcat이 알려진 경우 Ccat을 계산할 수 있습니다.
그러나 Vcat은 '결정하기 어렵다'.
반복 과정은 두 번째 점을 제공하고 Ccat을 제공하기 위해 2 개의 동시 방정식을 풀 수 있습니다.

Ccap << Ccat이면 델타 V가 작고 결과가 잘못 조정됩니다. Ccap >> Ccat이면 델타 V가 커서 결과가 잘못 조정됩니다.

Ccap ~~~ = Ccat이라면 죽은 딱 맞고 침대는 딱 맞습니다.
Ccap = Ccat이면 전압은 두 번째 판독시 절반으로 줄어 듭니다.
V = Vcat_original / 2

그렇지 않으면 비율 변화는 커패시턴스에 반비례합니다.
V2 = V1 x Ccat / (Ccat + Ccap) 또는

V1 / V2 = 0.75 Ccat = 3 x Ccap이라고 가정하십시오.

E & OE ....

---

DTTAH ...... 집에서 시도하지 마십시오
ACNR ........ 모든 관리, 책임 없음
IANAL ....... 나는 변호사가 아닙니다
YMMV ....... 귀하의 마일리지는 것입니다 다를
E & OE ........ 제외 오류 및 누락을.

Spehro 's, Capacitance ~ radius의 약간의 리프로. '스코프를 사용하여 자신의 신체 커패시턴스를 측정 할 수 있습니다. x10 프로브를 연결하고 싱글 샷 트리거링을 설정하고 발을 문지르거나 스웨터 (영국의 점퍼)를 문지르고 프로브의 끝을 만지십시오. 스코프 프로브의 10Meg Ohm을 통해 방전되는 것을 볼 수 있습니다. 1 / e 지점을 찾으십시오. 다음은 '스코프 샷입니다. (당신은 적당한 양의 스커 핑을 얻기 위해 조금 놀아야한다.) 나는 약 2.5 ms ~ 250 pF를 얻는다. 고양이도 같은 것을 시도 할 수 있습니다.

/

고양이 (또는보다 정확한 수치)의 경우 프로브 커패시턴스를 빼야합니다.
(내 x10 프로브의 경우 약 16pF)

주석 편집 : 이것은 RC 붕괴의 예입니다. RC는 회로의 시간 상수입니다. 여기 위키 기사를 참조하십시오. 시간 상수의 빠른 추정은 전압이 시작 값의 1 / e로 떨어질 때 걸리는 시간입니다. '1 / e는 약 1/3입니다.'위의 스코프 샷에서 약 2.5ms = RC (R = 10 Meg ohm)

문제 Meowtivation 및 목적

우주에서 무게를 어떻게 측정합니까? 중력이 없기 때문에 확실히 스케일이 없습니다. 진동을 통해 간접적으로 추론하기 위해서는 특별한 장치를 사용해야합니다.

마찬가지로, 캐패시턴스를 직접 측정 할 수없는 고양이 값을 측정하려고합니다. 운 좋게도, 우리는 우리의 고양이 패러디 시티를 추론하기 위해 사용할 수있는 커패시터에서 발생하는 물리학에서 몇 가지를 알고 있습니다.

Geomeowtry

이 문제의 지오메트리를 검사하는 것으로 시작하겠습니다. 우리는 고양이가 전통적인 의미에서 커패시터라고 정확하게 말할 수는 없지만 확실히 전하를 저장할 수는 있습니다. 실제로, 당신은 고양이의 발이 그것과 바닥 (또는 침대, 또는 시트 등) 사이에 유전체를 형성하는 조합 바닥 발 고양이 시스템을 설명했습니다. 고양이는 설치의 절반에 불과하지만 나는 산만하다.

따라서 머리부터 꼬리까지 10,000V로 고양이를 튀기는 것과 같은 과감한 조치를 피할 것입니다 (우리는 이미 고양이를 저항기로 모델링 할 수 있음을 알고 있습니다). 대신, 우리는 상당히 무해한 일을 할 것입니다 : 고양이를 절연 매트에 붙이고 (안전을 위해) 고양이에서 지상으로 10,000V를 당기십시오.

차체 충전시 어떻게됩니까?

• 더 많은 충전량 = 더 많은 에너지. 더 많은 에너지 = 더 많은 질량.
• 더 많은 충전 = 더 많은 이온. 더 많은 이온 = 어딘가에 더 많은 힘.

우리가 가지고있는 것처럼 보이는 두 가지 방법을 우리가 간단한 측정을 할 수 있습니다.

Meowthed 1 : 더 많은 충전량, 더 많은 질량

아인슈타인의이 훌륭한 계시에서 냅킨을 추출해 봅시다.

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

좋아, 내가 어디로가는거야? 당신은 그것을 봅니까? 우리는 이제 질량 의 변화와 에너지 의 변화를 연관시킬 수 있습니다 ! 그 사악한 E 용어는 그렇게 무섭지 않습니다. 그것은 축전기에 저장된 에너지의 양과 같습니다.

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

지금 우리는 거기에 도착하고있다. 결합하자!

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

저기 저의 친구 인 가정용 저울과 전압원으로 측정 할 수있는 고양이의 정전 용량 공식은 약 9V 배터리 약 1,000 개 정도입니다. 한번 해보자. 고양이가 사람과 비슷하다고 가정하면, 약 100 pF에서 정전 용량을 추정 할 수 있습니다 . 무엇을 기대해야하는지 보자10,000V 1 메가 볼트.

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

음, 당신이 무언가에 대해 불평해야한다면 , 고양이의 호흡이나 모피 / 피부의 정상적인 흘림으로 인해 질량의 변화를 놓칠 수 있다는 것은 사실입니다. 또한, 우리는 백만 볼트에서 절연 매트를 가로 질러 호를 볼 수 있지만, 측정하기 쉬운 것이 필요하고 고양이 무게를 측정하는 것보다 쉬운 것이 무엇입니까?

Meowthed 2 : 더 많은 충전량, 더 많은 힘

힘이 작을 때 힘을 측정하기가 까다로울 수 있기 때문에 두 가지 수준의 간접 지시가 필요합니다 (위 참조). 고양이와 함께 다른 체중계를 사용할 수 있지만 , 고양이가 항상 발을 내딛는다는 간단한 사실에 의존합시다.

이를 위해서는 일부 장비, 즉 큰 자석 이 필요합니다. meowthed 하나 (고양이, 매트 및지면)에서 테스트 플랫폼을 가져 와서 자석을 통해 함께 떨어 뜨립니다.

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

우리는 특별히 전기장을 만들지 않았기 때문에 전기장을 제거하여 시작할 수 있습니다. 그런 다음, 우리가 다루는 전하는 고양이의 정전 용량에서 비롯됩니다.

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

파생하는 것은 사소한 것이기 때문에 이미 기본적으로 모든 문제를 해결 했으므로이 파생을 만족시키기 위해 독자에게 맡기겠습니다.

고양이를 세로 방향으로 시작하면 발이 떨어지도록 방향을 교정하기 위해 떨어지면서 자연스럽게 회전합니다. 고양이의 키와 길이를 측정하고 충전되지 않은 고양이가 땅에 부딪 칠 때 정확히 90도 회전하도록 고양이를 떨어 뜨려야하는 높이를 결정하십시오. 고양이가 더 이상 지탱할 수 없을 때까지 반복해서 수정하십시오. 고양이를이 한도에 데려 갈 때 이상한 효과가 나타나기 때문에 여기서 매우주의하십시오.

고양이가 방향을 수정하기 위해 가장 열심히 노력하고 있음을 알면 이제 충전하고 폭탄 베이를 열 수 있습니다. 이제 고양이가 통전되고 접지면으로 커패시터를 형성한다고 가정하면 신체의 전하가 분리되어 있어야합니다. 일부는 발로, 다른 일부는 털 위로 올라갑니다. 내림차순으로, 이들 전하는 상기 로렌츠의 유도에 따라 각각 자기장을 통해 힘을 겪을 것이고, 고양이 몸에 토크를 발생시켜 그것이 위에있는 매트에 대해 회전하게 할 것이다.

가해진 토크가 모피 친구의 노력과 일치 할 때까지 고양이의 전압을 계속 증가시킵니다. 고양이가 더 이상 회전 할 수 없으면 필요한 모든 변수가 있습니다.

→ F → v → $V$ 는 최종 강하 전압입니다. 는 전압을 적용하기 전에 얼마나 빨리 회전 할 수 있었는지에 따라 고양이의 토크에서 파생됩니다. 이 값을 도출하기 위해 고등학교 수준의 물리학과 특정 고양이 형상에 의지하십시오 (NB, 한 번만 수행하면되며 나중에 표로 저장할 수 있습니다). 는 중력과 측정 시점의 낙하 시점에 전적으로 의존합니다. 는 사용하는 자석을 기반으로하는 알려진 자기장 강도입니다.$\vec F$$\vec v$$\vec B$

이것이 너무 복잡해 보인다면, 관찰을 시작하기 전에 고양이를 충분히 높은 지점에서 떨어 뜨려 터미널 속도에 도달하십시오.

마지막으로, 당신은 약간의 fidgeting, 전압 소스 및 예리한 눈만으로 의 가치를 얻습니다 .$C$

결론

분명히 이것은 실제 물리학 을 해본 적이 있다면 대부분의 물리학 학생들이 한 간단한 문제 입니다. 사진이 누락되었지만 늦었으며 기본 퀴즈에 도움을주는 데 시간을 전부 보낼 수는 없습니다. 이 측정을 수행하는 훨씬 더 많은 방법이 있으므로, 당신의 사고 뚜껑을 착용하고 그것이 어떻게 진행되는지 알려주십시오!

electrocope를 사용하여 고양이의 충전량을 측정 할 수 있습니다 .

참조 된 것과 같은 것을 만들었지 만 MPF102를 얻을 수 없었습니다. 2N5464가 대신 제대로 작동했습니다. 설명에 따라 회로를 만들고 금속 상자에 넣고 (배터리의 음극 쪽을 상자에 접지) 기사에 설명 된대로 안테나를 추가하십시오. LED가 켜지면 키티가로드 된 것입니다.

또한 고양이 대신 당신이로드 될 수 있습니다. 충전 수준에 차이가있을 때 Zap이 발생하므로 고양이보다 더 많이 충전 된 경우에도 랩핑됩니다. 키티를 잡기 전에 자신을 접지하십시오-당신이 여전히 압축되면 고양이가 청구되었습니다.

임베디드 솔루션을 보지 못했다는 것이 흥미로 웠습니다.

고양이가 C 인 경우 위에서 설명한대로 RC 회로를 만들 수 있습니다. 고양이 C와 저항 R을 접지에서 마이크로 컨트롤러의 IO 핀에 직렬로 연결하십시오. 고양이를 완전히 충전 할 수있을 정도로 IO 라인을 높은 출력으로 설정하십시오. 그런 다음 IO 라인을 입력으로 전환하고 고양이가 접지로 방전하는 데 걸리는 시간을 계산하십시오. 이런 일이 발생하면 IO 라인의 입력은 0이됩니다.

시간이 지남에 따라 평균을 계산하기 위해 하드웨어 타이머를 반복적으로 충전 및 방전합니다. 고양이 커패시턴스는 저항 값과 완전히 충전 된 전압에서 마이크로 컨트롤러의 IO 라인의 임계 값 전압으로 방전하는 데 걸린 시간에서 계산할 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러가 지속적으로 계산 한 값의 LCD 화면 출력으로 훌륭한 고양이 프로브와 배낭을 만드는 것은 당신에게 달려 있습니다.

이 방법:

1. 추가 측정 장비가 필요하지 않습니다.
2. 지속적으로 측정합니다.
3. 실시간 모니터링을 위해 LCD 화면으로 출력 할 수 있습니다.
4. 고양이를 편안하게 타기에 충분히 작습니다.
5. 완전 자동화되어 있습니다.

측정 프로브를 고양이에 부착하는 방법에 대한 국제 표준이 없기 때문에 측정 회로와 고양이의 인터페이스가 가장 큰 문제입니다. 문제를 피하기 위해 고양이를 거시적으로 볼 것입니다.

다음은 간단한 솔루션입니다. 필요한 것 :

• 고양이보다 큰 면적을 가진 두 개의 금속판
• 플레이트 용 단열재
• 임펄스 또는 연속 소스

해야 할 일 :

1. 표면을 절연하면서 두 개의 금속판으로 큰 커패시터를 만듭니다. 전압 입력에 대한 응답인지 측정하십시오. 측정 할 수있을 때까지 전압을 높이십시오.
2. 커패시터에 고양이를 넣고 다시 측정하십시오. 고양이는 커패시턴스를 변경합니다.

효과적으로 첫 번째 실행에서 하나의 커패시터를, 두 번째 실행에서 해당 커패시터와 직렬로 연결된 고양이를 얻게됩니다. 다른 고양이 위치, 다른 식단, 잠자는 고양이 대 깨어있는 고양이 등에 대한 정전 용량의 변화를 살펴보고 다른 고양이 매개 변수에 따라 정전 용량의 관련 모델을 가져와야한다고 생각합니다.

고양이의 주파수 응답을 모르는 경우 DC 및 펄스 입력을 모두 시도해야합니다. 고양이는 주파수 의존적이어야합니다. 특히 물 쌍극자 플립의 빈도와 관련하여, 이것은 고양이의 좋은 부분이기 때문입니다.

곧 그림을 그릴 것입니다. 이제 아이디어를 나누고 싶었습니다.

요청해야하는 정전 용량이 아닙니다. 고양이의 용량은 당신이 가진 충격과 관련이 없습니다. 정전기 축적입니다. 커패시턴스는 전하 벅의 가능성이 아니라 유전체에 의한 에너지 거래 능력에 관한 것입니다. (look : http://en.wikipedia.org/wiki/Static_electricity )

전자가 서로 반발한다는 사실을 사용하여 그 수준을 알 수 있습니다. electroscope를 만들 수 있습니다 (유용한 정보 : http://www.exploratorium.edu/snacks/electroscope/index.html )

또한 디지털 전압계를 대신 사용할 수 있습니다. AC milivolts 기능으로 전환하십시오. 하나의 프로브가 접지되어 있습니다. 몸통에 수직으로 다른 프로브 (~ 2-3hz)를 접촉하지 않고 스윙하십시오.

질문이 고양이 저항 이었다면, 아무도 컴퓨터 의자에서 일어나서 DVM이있는 서랍을 찾도록 제안한 사람이 없다면 이상하지 않습니까?

또는 BK RLC 미터가 "c"및 1KHz로 설정되어 있습니다.

하나의 리드가 고양이 코에 닿습니다. 다른 사람은 어떻습니까? 음, Cat-pacitance는 전도성 질량에 접근하거나지면까지의 거리에 따라 다릅니다. 따라서 다른 리드가 당신에게 가서 고양이 근처에 손을 올립니다. 고양이가 무릎에 있으면 ~ 20 pF를 볼 수 있습니다.

이 Catpacitor를 껍질을 벗기는 가장 좋은 방법

여기에 게시 된 다른 방법 중 일부는 실행 가능한 것으로 보이지만이 테스트는 오실로스코프 나 고전압 커패시터의 여러 특정 값없이 필요합니다. 고 임피던스 / 고전압 미터가 필요하지만.

이것을 처리하는 더 좋은 방법은 간단한 전류 분배기 회로와 유사하게 처리 한 다음 Ccat을 직접 계산하는 기본 방정식을 도출하는 것입니다.

이 제 1 회로에서와 같이, 다른 값들이 알려져 있다면 Rx를 결정하는 것은 그리 어렵지 않다. 시간 = 0에서 전류는 Rx를 통해서만 흐릅니다. 시간 = 1 일 때 스위치가 변경되고 전류가 두 경로 사이를 나눕니다 (Rx 및 Rref를 통해). 각 경로의 전류량은 저항 값에 의해 결정됩니다. 주요 아이디어는 전체 입력 전류가 두 스위치 위치에서 동일하게 유지되지만 각 저항의 전압은 각 분기의 다른 전류로 인해 변경된다는 것입니다. 옴 법칙을 사용하여 전압 변화를 측정하고 Rref의 값을 알고 Rx를 계산할 수 있습니다.

이 다음 회로 쌍에서는 알려지지 않은 정전 용량 (Ccat)을 가진 Cat을 접지에 도입합니다. 시간 = 0 일 때 회로 (Qtotal0)에는 총 충전이 고정되어 있습니다. 이것은 Cat (Qcat0)의 초기 요금입니다. Cat의 초기 충전은 초기 전압 (Vcat0)을 생성합니다.

시간 = 1 일 때 스위치가 변경되고 총 전하가 Cat과 기준 커패시터 (Cref) 사이를 나눕니다. 전하 전송으로 인해 Cat의 전압이 변경됩니다 (Vcat1). 기준 커패시터로 전달 된 전하는 Cat의 전압과 동일한 전압 (Vcref1)을 생성합니다 (따라서 Vcat1 = Vcref1).

일부 충전이 전송 되었음에도 불구하고 회로의 총 충전량 (Qtotal1)은 여전히 ​​초기 충전과 같습니다 (따라서 Qtotal0 = Qtotal1).

옴 법칙과 유사한 방식으로 커패시터의 전압은 방정식 V = Q / C로 확인할 수 있습니다. 이 방정식을 조작하면 커패시터의 전하는 Q = VC로 찾을 수 있습니다. 커패시터 충전 방정식을 사용하고 Cref의 값을 알고 있으면 아래 그림과 같이 Cat의 정전 용량을 결정하기 위해 두 개의 고전압 측정 (시간 = 0 및 시간 = 1) 만 필요합니다.

.

사용 된 용어 :

커패시터 충전 방정식 : Q = VC, Q (열), V (볼트), C (패럿)

Qtotal0 = 시간에 총 초기 충전 = 0

Qcat0 = 시간에 고양이 충전 = 0

Qtotal1 = 총 충전 시간 = 1

Qcat1 = 시간에 고양이 충전 = 1

Qcref1 = 시간당 Cref 청구 = 1

Vcat0 = 시간에 고양이의 전압 = 0

Vcat1 = 시간에 고양이의 전압 = 1

Vcref1 = 시간 기준 Cref의 전압 = 1

Ccat = 고양이의 용량

Cref = 기준 커패시터

.

계산:

@ 시간 = 0, Cat (Vcat0)의 전압을 측정합니다.

커패시터 당 충전 방정식 (Q = VC)

Qtotal0 = Vcat0 Ccat

@ time = 1, 스위치 변경, Cat (Vcat1)의 전압 측정, 이는 Cref (Vcref1)의 전압이기도합니다.

회로의 총 충전량이 변경되지 않았다는 것을 알고 있습니다.

Qtotal0 = Qtotal1

Qtotal1은 Cat의 요금과 Cref의 요금으로 구성됩니다.

Qtotal0 = (Qcat1 + Qcref1)

이 요금을 Q = VC에 해당하는 양식으로 다시 작성하십시오.

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

이 스위치 위치 Vcat1 = Vcref1을 사용하여 방정식으로 대체하십시오.

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

Ccat 용어를 한쪽으로 가져옵니다.

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

Ccat을 제외하십시오 :

Ccat (Vcat0-Vcat1) = (Vcat1 Cref)

Ccat 분리 :

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

끝난...

.

이제 예를 들면 다음과 같습니다.

Cref에 표준 값 100pf를 사용하고 시간 = 0 및 시간 = 1에서 Vcat을 측정합니다 (9kV 및 4kV 사용).

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

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

Ccat = 400pf / 5

Ccat = 80pf

.

상대적으로 낮은 단일 값 (고전압) 커패시터를 사용하면 Cat-cattrophic 결과가 발생할 가능성이 적은 Cat 정전 용량을 계산할 수 있습니다.

또한 이것은 순전히 이론적 인 노력이었으며, 그 과정에서 동물은 해를 입지 않았습니다. 결과는 다를 수 있습니다. 위 정보의 보호되지 않거나 제어되지 않거나 원치 않는 또는 부주의 한 사용으로 인한 손해에 대해 책임을지지 않습니다. - .- 즐겨

커패시턴스와 FET 증폭기로 두 단계를 측정 할 수 있습니다. 스코프 또는 멀티 미터에서 결과를 읽을 수 있습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

첫째 : 모든 청구를 없애기 위해 C1을 줄입니다.

둘째 : 입력을 Cat에 연결

고양이 충전에 의해 C1에서 생성 된 전압을 출력에서 ​​읽습니다. 따라서 Cat의 요금은 Vout / C1입니다.

LF356의 포화를 피하기 위해 Power + 및 Power-가 충분한 지 확인하십시오. 직렬 저항은 고양이를 커패시터에 연결할 때 스파크를 피하기 위해 존재합니다.

당신이 당신의 고양이를 "로드"하는 동안 지속적인 독서를 원한다면, 용량 성 분배기가 필요합니다. 다음과 같은 회로도가 가능합니다.

^{이 회로를 시뮬레이션}

출력을 계속 읽을 수 있습니다.

간단한 방법으로 정상 상태 캐패시턴스 측정.

경고 : 집에서 시도하지 마십시오. 이것은 저자에 의해 테스트되지 않았습니다.

경고 : 전송 된 전력은 전압, 주파수 및 커패시턴스 모두 증가합니다. 낮은 주파수 (예 : 75Hz), 낮은 rms 전압 (예 : 1Vrms) 및 낮은 커플 링 커패시턴스 (예 : 15pF)를 사용하십시오.

다른 사람들이 전에 말한 것처럼. ESD 방전은 커패시턴스뿐만 아니라 당신과 고양이 모두의 전하에 의존합니다. 이 답변은 정상 상태 AC 시나리오에서 cat 캐패시턴스를 측정하는 방법을 제안합니다.

고양이의 소 신호 모델이 다음과 같은 경우 :

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

그런 다음이 설정에서와 같이 저주파 사인 오실레이터와 rms 또는 피크 전압계를 사용하여 정전 용량 Ccat을 측정 할 수 있습니다 (위의 ESR은 아래 Rcat 임).

^{이 회로를 시뮬레이션}

방법:

• 먼저 rms 멀티 미터를 사인 오실레이터에 직접 연결하여 1 Vrms 사인이 있는지 확인하고 계속 읽습니다.
• $C_{par} = C_1(V_i/V_o - 1)$$V_i$$V_o$
• $C_{cat} = C_1V_i/V_o-C_1-C_{par}$$V_i$$V_o$

고양이와 좋은 관계를 맺는 것은 까다로울 수 있습니다. 안전한 전도성 젤 또는 유사한 끈으로 묶인 ESD 손목 밴드 라인을 따라 무언가가 필요할 수 있습니다. 코는 좋은 연결을 얻기에 적합한 장소 일 수 있지만 멋지다 ...

C1이 Cpar + Ccat에 가까울 때 감도를 높이기 위해 C1 값을 선택하는 것이 가장 좋습니다.

등가 직렬 저항은 문제를 일으키지 않지만 반드시 동일한 결과를 얻을 때까지 1 옥타브 주파수로 측정을 반복하십시오. 다양한 결과를 얻을 수 있지만 동일한 주파수에서 반복 가능 하면 크기 응답의 보이드 플롯 을 만든 다음 측정 데이터로 다시 요청하십시오. 마지막으로 Ccat과 Rcat은 wetware이므로 시간이 지나도 그다지 안정적이지 않을 수 있습니다.

당신의 고양이는 또한 안테나이므로, 그녀는 주전원에서 50 / 60Hz를 선택할 것입니다. 발진기 출력을 접지 상태로 유지하면서 고양이를 연결할 때 작은 rms 출력 값을 측정하면이 소스를 할인 할 수 있습니다. (안테나 신호가 크면 다른 방법으로 Ccat을 찾을 수 있습니다 => C1 만 변할 수 있습니다.) 위의 방법에서 안테나 신호가 크면 측정 주파수를 선택하여 신호가 나오도록해야합니다. 위상 관계에 너무 의존하지 않습니다.

시간에 따른 측정을 위해서는 자세한 시간 분해능으로 스코프를 사용하여 출력 전압을 측정 / 기록해야합니다. rms와 피크 진폭을 측정 할 때 동일한 방정식이 적용됩니다. 따라서 출력을 증폭 한 다음 반파 정류기를 사용하면 정전 용량을 지속적으로 읽을 수있는 쉬운 회로를 제공해야합니다.

마지막으로 방전 중 전압의 함수로 커패시턴스를 측정하려면 George Herold가 대답 한 것처럼 오실로스코프를 사용하여 방전을 기록해야합니다. 이 설정에서는 구형파 발진기를 사용하고 지연 방전 저항을 추가하십시오. 그런 다음 전압의 변화율과 알려진 전류 (전압 및 방전 저항에서 알려진)를 기준으로 정전 용량을 계산합니다.

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

고양이과의 정전 용량을 측정하려면 먼저 알려진 전압으로 알려진 정전 용량이 충전 된 커패시터가 필요합니다. 이 커패시터에서 Columbs의 전하량은 CV이며 여기서 C는 패러다임의 커패시턴스이고 V는 전압입니다.

이제 고양이를 완전히 배출 시키십시오. 한 가지 방법은 접지 된 알루미늄 호일을 가로 질러 걷는 것입니다.

커패시터 단자 중 하나에 포일을 연결하고 다른 하나를 호일에 부착하십시오. 고양이가 치료를 받으면 알려진 커패시터가 방전되고 전압 전위가 정확히 균형을 잡을 때까지 고양이가 충전됩니다.

이제 알려진 커패시터의 전압을 다시 측정하십시오. 커패시턴스를 곱한 전압 의 변화는 고양이에게 얼마나 많은 전하가 들어 갔는지 알려줍니다. 그 전하를 남은 전압 으로 나눈 것은 고양이의 정전 용량입니다.