Lorsque je caresse mon chat et que je le touche ensuite au nez, je reçois un petit choc. Parfois, quand elle s'approche de quelque chose, son nez lui fait des étincelles et elle saute en arrière et souffle. Je me demandais comment je pourrais mesurer la capacité de mon chat.

Alors combien de micro-farads mon chat a-t-il? Je ne pense pas que je puisse simplement attacher le truc noir du multimètre à sa queue, puis toucher le côté rouge de son nez, comme dans cet article du wikihow . Ni l'article du wiki sur la capacité corporelle, ni cette question d'échange de pile sur le même sujet ne me disent rien sur la mesure.

J'ai une puce capsense I2C pour mon Arduino, mais cela semble jeter des nombres aléatoires entre 200 et quelques milliers, et je ne suis pas sûr de savoir quoi faire avec ces chiffres, même s'il était possible de les répéter.

Serait-il possible de créer une courroie pour mon chat qui indiquerait la "charge actuelle" pour mon chat sur une grille de DEL orange vif? Ou dois-je nécessairement avoir une tension de référence (ma compréhension de l'électricité est que la tension est toujours relative, est-ce que cela s'applique également à l'électricité statique?)

Merci d'avance,

Tim

EDIT: Bien que la réponse théorique de Russell McMahon semble fonctionner, je ne pense pas que sa méthode soit aussi facile à mettre en œuvre que celle de George Herold. Les deux réponses semblent répondre à la question immédiate posée dans le titre. Cependant, aucun n'est complètement complet. Ils reposent tous les deux sur l'exigence d'avoir un chat complètement chargé. Mais comment savons-nous combien de fois tapoter nos chats avant qu'ils ne soient complètement chargés?

Il est essentiel de pouvoir également mesurer la charge en temps réel, conformément à la réponse de la JRE, afin de jeter les bases des méthodes de Herold ou de McMahon. En utilisant la technique de JRE, nous pouvons charger le chat jusqu'à ce que la charge cesse d'augmenter, puis mesurer la capacité du chat.

Idéalement, si nous voulons vérifier le potentiel de puissance de jeu en tant que source d'énergie purrfect post-combustible, nous aurons besoin d'une mesure fiable en temps réel du milliwatt-heure stocké du chat, ainsi que de la charge de récursion et de la charge de roussissement stockée.

En ce qui concerne la quête de la prime de fiabilité à bon marché: pour vous convaincre que c’est une tâche plutôt difficile à effectuer de manière fiable (avec une précision de laboratoire), regardez ce qu’il faut mesurer "pour" un humain, par exemple dans un document. qui l’étudia à des fins liées aux décharges électrostatiques, calcul numérique de la capacité du corps humain par la méthode de la charge de surface par Osamu Fujiwara et Takanori Ikawa, doi: 10.1002 / ecja.10025 . Citant l'abrégé:

Cependant, la capacité du corps dépend fortement de la relation entre le plan de masse et la posture du corps. On ne sait donc pas quels facteurs régissent la capacité du corps. Dans cet article, la capacité statique d'un corps se tenant sur un plan de masse est calculée à l'aide de la méthode de charge de surface. [...] On constate que la capacité augmente à mesure que le dos des semelles des chaussures s'approche du plan de masse, que la capacité du corps à la même hauteur (10 mm) que celle des semelles des chaussures est de 120 à 130 pF, et qu'il est d'environ 60 pF si l'emplacement des semelles est suffisamment élevé. Les résultats informatiques sont confirmés par la mesure de la capacité du corps.

Et si vous êtes curieux de connaître leur méthode de mesure, voici les détails du papier:

La figure 7 (a) montre le procédé de mesure de la capacité du corps humain et la figure 7 (b) montre son circuit équivalent. La personne testée (hauteur 168 cm, poids 68 kg), de forme proche du modèle corps humain, est debout pieds nus sur une plaque de polystyrène expansé ou sur une plaque en acrylique perforée (profondeur 30 cm, largeur 11 cm) sur une plaque en métal dans un bouclier Faraday. La plaque acrylique perforée comporte 201 trous percés avec une perceuse d'un diamètre de 4,5 mm à des emplacements aléatoires sur la plaque et avec un rapport de surface d'environ 9%. De cette manière, la permittivité relative est effectivement diminuée. Dans ces conditions, une alimentation est utilisée pour charger V _B0 (= 10 V) via un commutateur analogique (Toshiba TC4066BP). Lorsque l'alimentation est coupée par le commutateur analogique, le potentiel du corps v _B(t) est amplifié par un amplificateur à faible impédance d'entrée (avec une résistance d'entrée R _i = 10,2 MOhm, capacité d'entrée C _i = 13,6 pF) et est dirigé vers un ordinateur via un convertisseur A / N. La fréquence d'échantillonnage du convertisseur analogique-numérique est de 200 kHz et le niveau de quantification de 12 bits. Dans la mesure du potentiel, la plaque métallique sert de terre aux connexions de mise à la terre des appareils de mesure. À partir du circuit équivalent de la figure 7 (b), le potentiel du corps v _B (t) est donné par

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

Par conséquent, à partir de la caractéristique de décroissance de potentiel, la capacité du corps C _B peut être dérivé.

C'est fondamentalement la même méthode de temps constante suggérée par George Herold (que j'ai déjà votée il y a quelque temps), mais à la norme boffin. Personne ne mesure la capacité du corps avec régularité (même pour les humains), donc je ne sais pas pourquoi vous vous attendez à ce qu'il y ait un moyen peu coûteux de le faire de manière fiable ... Peu importe que cela varie probablement un peu lorsque le chat change de position du corps .

De plus, si vous espérez simuler cela sur un ordinateur ... leur modèle numérique ne sera probablement pas très utile pour un chat, car:

De plus, les vêtements et les cheveux ne sont pas inclus dans le modèle numérique.

Pour un article un peu plus ancien (mais disponible gratuitement à ce jour), qui traite des problèmes d'obtention de mesures précises de la capacité corporelle, voir Capacité de corps humain de N. Jonassen : concept statique ou dynamique? . En lisant cela, l'un des points saillants était que les semelles des chaussures sont en fait un contributeur majeur à la capacité modèle du corps humain (alors que les cheveux et les vêtements peuvent être fondamentalement ignorés). Hélas, c'est probablement le contraire de ce à quoi vous pouvez vous attendre pour que l'élément dominant soit dans un chat (dans son état naturel) en ce qui concerne la capacité. Malheureusement, les points de prime sur la SE sont plutôt peu susceptibles de constituer une "subvention" suffisante pour permettre aux boffins de s'attaquer à ce modèle de corps de chat plutôt différent dans leurs laboratoires ...

"Touche pas le chat, un gant"

• 

DTTAH / ACNR / IANAL / YMMV *

Équipement:
voltmètre / oscilloscope à haute impédance avec sonde HT.
Condensateurs haute tension et faible capacité (1 10 100 1000 pF) x 2 de chaque.

Pré-testez - chargez les condensateurs sur certaines tensions semi-élevées connues et mesurez-les avec un voltmètre afin de déterminer leur capacité de mesure.

Pour obtenir des résultats parfaits, il devrait y avoir un minimum de pattes entre la première et la deuxième itérations de 2.3.4.

1. Sélectionnez le bouchon - disons 100 pF.
2. Bouchon de décharge (court)
3. Connectez une extrémité du capuchon à la terre - une extrémité du capuchon au chat.
   .... (Comment "atteindre le chat" est laissé comme un exercice pour le lecteur.)
   .... (Le chapeau et le chat sont maintenant identiques)
   Déconnecter le chapeau du chat
4. Mesurer Vcap
5. répéter 2. 3. 4.
6. Comparez les lectures.
7. Répétez avec des bouchons supérieurs et inférieurs. Le but est la plage où V1 / V2 est utilement élevé - disons environ 2: 1.

En traitement.

Lorsque le bouchon se connecte au chat, le bouchon est chargé. Cat et cap partagent la charge proportionnellement aux capacités. La tension globale chute pour refléter l'augmentation de la capacité du système de l'add-in au Ccat. Si Vcat avant et après le transfert était connu, vous pouviez calculer Ccat.
Mais Vcat 'un peu difficile' à déterminer.
Le processus répété donne un deuxième point et 2 équations simultanées peuvent être résolues pour donner Ccat.

Si Ccap << Ccat, le delta V est petit et les résultats sont mal conditionnés. Si Ccap >> Ccat, le delta V est grand et les résultats sont mal conditionnés.

Si Ccap ~~~ = Ccat le porridge est juste et le lit est juste.
Si Ccap = Ccat, la tension sera réduite de moitié à la deuxième lecture.
V = Vcat_original / 2

Sinon, le changement de rapport est lié à la proportion inverse des capacités.
V2 = V1 x Ccat / (Ccat + Ccap) ou

Disons V1 / V2 = 0,75 Ccat = 3 x Ccap.

E & OE ....

---

DTTAH ...... N'essayez pas cela à la maison
ACNR ........ Tous les soins, aucune responsabilité
IANAL ....... Je ne suis pas un avocat
YMMV ....... Votre kilométrage FERA varier
E & OE ........ erreurs et omissions.

Un peu comme un riff sur le rayon de Spehro, Capacitance. Vous pouvez mesurer votre propre capacité corporelle avec votre "portée". Raccordez la sonde x10, activez le déclenchement pour un seul coup, frottez vos pieds ou frottez votre pull (pull au Royaume-Uni) et touchez l'extrémité de la sonde. Vous verrez votre décharge à travers les 10 mégohms de la sonde d'oscilloscope. Trouvez le 1 / e point. Voici un coup de portée pour moi. (Vous devez jouer un peu pour obtenir la bonne quantité de gommage.) Je reçois environ 2,5 ms ~ 250 pF. Vous pouvez essayer la même chose avec le chat.

/

Oh, pour le chat (ou des chiffres plus précis), vous devriez soustraire la capacité de la sonde.
(environ 16pF pour ma sonde x10.)

Modifier pour commentaires: Ceci est un exemple de désintégration RC. RC est la constante de temps du circuit. Voir l'article du wiki ici. Une estimation rapide de la constante de temps est la prise de temps lorsque la tension a chuté à 1 / e de sa valeur de départ. (1 / e est d'environ 1/3) Dans le champ ci-dessus, cette durée est d'environ 2,5 ms = RC (R = 10 mégohms)

Problème Mowtivation and Purrpose

Comment mesurer le poids dans l'espace? Certainement pas avec une balance, car il n'y a pas de gravité. Il faut utiliser un appareil spécial pour le déduire indirectement - par oscillation.

De même, vous essayez de mesurer la valeur d'un chat, sans pouvoir mesurer directement la capacité. Heureusement, nous connaissons certaines choses de la physique dans les condensateurs que nous pouvons utiliser pour déduire notre faradicité féline.

Geomeowtry

Commençons par examiner la géométrie de ce problème. Nous ne pouvons pas affirmer avec exactitude que le chat est un condensateur au sens traditionnel du terme, bien qu'il puisse certainement stocker des charges. Dans la pratique, vous avez décrit un système combinant sol, patte et chat, dans lequel les pattes du chat forment un diélectrique entre lui et le sol (ou un lit, ou des draps, ou autre). Le chat est juste une moitié de la configuration, mais je m'égare.

Nous éviterons donc de prendre des mesures aussi drastiques que de faire frire le chat à 10 000 V de la tête contre la queue (nous savons déjà que nous pouvons modéliser un chat comme une résistance). Au lieu de cela, nous ferons quelque chose d'assez inoffensif: collez le chat sur un tapis isolant (juste pour votre sécurité) et retirez 10 000 V du chat au sol.

Que se passe-t-il quand un magasin de corps se charge?

• Plus de charge = plus d'énergie. Plus d'énergie = plus de masse.
• Plus de charge = plus d'ions. Plus d'ions = plus de force quelque part.

On dirait que nous avons deux façons différentes de faire une mesure simple.

Meowthed 1: Plus de charge, plus de masse

Faisons quelques dérivations de serviettes de cette brillante révélation d'Einstein.

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

Ok, peu importe, où vais-je avec ça? Est-ce que tu le vois? Nous pouvons maintenant associer un changement de masse à un changement d'énergie ! Ce terme E néfaste n'est pas si effrayant, il est équivalent à la quantité d'énergie stockée dans le catpacitor.

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

Maintenant nous y arrivons. Combinons!

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

Voilà, mon ami - une formule pour la capacité d’un chat que vous pouvez mesurer avec une balance domestique et une source de tension - peut-être environ mille piles 9V en série. Essayons. En supposant que les chats soient similaires aux humains, nous pouvons estimer la capacité à environ 100 pF . Voyons à quoi s'attendre chez10 000 V un mégavolt.

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

Eh bien, si vous devez vous plaindre de quelque chose, il est vrai que nous risquons de manquer le changement de masse résultant de la respiration du chat ou de l’excrétion normale de la fourrure / de la peau. De plus, nous pourrions arpenter le tapis isolant à un million de volts, mais bon, vous vouliez quelque chose de facile à mesurer et quoi de plus facile que de peser un chat?

Meowthed 2: Plus de charge, plus de force

Nous avons besoin de deux niveaux d'indirection pour celui-ci car la force peut être difficile à mesurer lorsqu'elle est petite (voir ci-dessus). Bien que nous puissions utiliser une autre balance avec le chat dessus, nous allons nous appuyer sur quelque chose de simple: le fait que les chats restent toujours sur leur pied.

Cela fait besoin d' un équipement, à savoir quelques gros aimants. Prenez notre plate-forme d’essai chez le premier, le chat, le tapis et le plan de sol, et déposez-les ensemble à travers les aimants.

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

Nous pouvons commencer par éliminer le champ électrique car nous n'en avons pas créé spécifiquement. Ensuite, notez que la charge à laquelle nous avons affaire provient de la capacité du chat.

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

Comme il est trivial de le déduire et que je vous ai déjà expliqué le problème dans son ensemble, je vais laisser au lecteur le soin d’avoir la satisfaction de ce calcul.

Si vous démarrez le chat dans une orientation verticale, il va naturellement tourner lorsqu'il tombe pour corriger son orientation afin de se poser sur ses pieds. Mesurez la hauteur et la longueur de votre chat et déterminez à quelle hauteur vous devez le laisser tomber sans charge, de sorte qu'il ait tourné exactement à quatre-vingt-dix degrés lorsqu'il touche le sol. Répétez et raffinez jusqu'à ce que le chat ne puisse plus suivre - il ne peut pas tourner assez vite. Soyez très prudent ici car des effets étranges entrent en jeu lorsque vous amenez un chat à cette limite.

Sachant que le chat fait de son mieux pour corriger son orientation, vous pouvez maintenant le charger et le laisser tomber - bombe ouverte. Maintenant, en supposant que le chat soit sous tension et formant un condensateur avec le plan de masse, les charges dans son corps auraient dû se séparer: certaines à ses pattes et les autres au sommet de son dos velu. En descendant, ces charges subiront chacune une force à travers le champ magnétique conformément à la dérivation de Lorentz ci-dessus et produiront un couple sur le corps du chat le faisant tourner par rapport au tapis sur lequel il est placé.

Continuez à augmenter la tension à travers le chat jusqu'à ce que le couple exercé corresponde aux efforts de votre ami à quatre pattes pour se redresser. Quand le chat ne peut plus tourner du tout, vous avez toutes les variables requises.

→ F → v → $V$ est la tension à votre dernière goutte. est dérivé du couple sur le chat basé sur la rapidité avec laquelle il était capable de tourner avant d'appliquer la tension. Faites appel à la physique du niveau secondaire et à la géométrie de votre chat pour obtenir cette valeur (à noter que cela ne doit être fait qu'une seule fois et peut être sauvegardé pour des totalisations futures). dépend complètement de la gravité et du moment de la chute où les mesures ont été effectuées. est la force de champ magnétique connue basée sur les aimants que vous utilisez.$\vec F$$\vec v$$\vec B$

Si cela vous semble trop compliqué, il suffit de laisser tomber le chat à un point suffisamment élevé pour qu'il atteigne sa vitesse limite avant de commencer vos observations.

Enfin, vous obtenez la valeur de avec rien d’autre que de l’agitation, une source de tension et des yeux vifs.$C$

Conclusion

De toute évidence, il s’agit d’un problème simple que la plupart des étudiants en physique ont déjà rencontré, s’ils ont déjà fait de la physique réelle . Les images manquent, mais il est tard et je ne peux pas passer tout mon temps à t'aider sur de telles anecdotes de base. Il y a beaucoup plus de façons de faire cette mesure, alors réfléchissez bien et dites-nous comment ça se passe!

Vous pouvez mesurer la charge du chat à l'aide d'un électrocope.

J'en ai construit un comme celui référencé, mais je n'ai pas pu me procurer un MPF102. Le 2N5464 a bien fonctionné à la place. Construisez le circuit comme décrit, placez-le dans un boîtier en métal (reliez à la masse le côté négatif de la batterie au boîtier) et ajoutez une antenne comme décrit dans l'article. Si la LED s'allume, alors vous avez un chat chargé.

Notez également que VOUS pourriez être chargé à la place du chat. Le zappage survient lorsqu'il y a une différence de niveau de charge, donc si vous êtes facturé plus que le chat, vous serez également zappé. Reliez-vous à la terre avant de saisir le chaton - si vous êtes toujours zappé, le chat est chargé.

Je trouve intéressant de ne pas avoir vu de solutions intégrées.

Vous pouvez créer un circuit RC comme décrit ci-dessus, où votre chat est le C. Connectez votre chat C et une résistance R en série de la terre à une broche IO de votre microcontrôleur. Réglez la ligne IO sur la sortie haute suffisamment longtemps pour vous assurer que vous avez complètement chargé votre chat. Ensuite, commutez la ligne d'entrée-sortie sur l'entrée et comptez le temps qu'il faut à votre chat pour se décharger à la terre. Lorsque cela se produit, l'entrée sur la ligne IO passe à zéro.

Chargez et déchargez votre chat à plusieurs reprises sur une minuterie matérielle pour calculer une moyenne dans le temps. La capacité de votre chat peut être calculée à partir de la valeur de la résistance et du temps nécessaire pour se décharger de la tension entièrement chargée à la tension de seuil sur la ligne IO de votre microcontrôleur. C’est à vous de faire une bonne sonde et un bon sac à dos avec la sortie de l’écran LCD de la valeur calculée en continu par le microcontrôleur.

Cette méthode:

1. Ne nécessite aucun équipement de mesure supplémentaire.
2. Mesures en continu.
3. Peut être sorti sur un écran LCD pour une surveillance en direct.
4. Est assez petit pour monter sur votre chat confortablement.
5. Est entièrement automatisé.

L'interfaçage du chat avec le circuit de mesure est le problème majeur, car il n'y a pas de normes internationales sur la manière dont une sonde de mesure doit être attachée à un chat. Afin de contourner le problème, nous allons examiner le chat au niveau macroscopique.

Voici une solution simple (ce n'est pas vraiment simple). Choses dont tu as besoin:

• deux plaques de métal qui ont une plus grande surface que votre chat
• matériau isolant pour les plaques
• une source d'impulsion ou continue

Que faire:

1. Construisez un grand condensateur avec les deux plaques de métal tout en isolant leur surface. Mesurer sa réponse à l'entrée de tension. Augmentez la tension jusqu'à ce que vous obteniez quelque chose de mesurable.
2. Mettez votre chat dans le condensateur et mesurer à nouveau. Le chat va changer la capacité.

Effectivement, vous obtiendrez un condensateur lors de la première utilisation et le chat en série avec ce condensateur lors de la deuxième utilisation. Je suppose que vous devriez regarder le changement de capacité pour différentes positions de chat, différents régimes, chat qui dort versus chat éveillé, etc. afin d'obtenir un modèle pertinent de la capacité en fonction de différents paramètres du chat.

Ne connaissant pas la réponse en fréquence du chat, vous devriez essayer les entrées DC et pulsées. Le chat devrait être dépendant de la fréquence. Surtout en ce qui concerne la fréquence de retournement des dipôles d'eau, car c'est une bonne partie du chat.

Je dessinerai des images bientôt, maintenant je voulais juste partager l'idée.

Ce n'est pas la capacité que vous devriez demander. La capacité de votre chat est irrévocable avec le choc que vous avez eu. C'est l'accumulation de charge statique. La capacité concerne la capacité de transaction énergétique du matériau diélectrique, pas le potentiel de la charge. (regardez: http://en.wikipedia.org/wiki/Static_electricity )

Vous pouvez avoir une idée de son niveau en utilisant le fait que les électrons se repoussent les uns les autres. Vous pouvez construire un électroscope (utile: http://www.exploratorium.edu/snacks/electroscope/index.html )

En outre, vous pouvez utiliser un voltmètre numérique à la place. Transformez-le en fonction de milivolts AC. Une sonde est mise à la terre. Faites pivoter l'autre sonde (~ 2-3 hz) perpendiculairement à son tronc, sans contact.

Si la question était la résistance féline, ne serait-il pas étrange que personne ne suggère de se lever de votre fauteuil d’ordinateur et de trouver quel tiroir a votre DVM?

Ou un compteur BK réglé sur "c" et 1KHz.

Une laisse touche le nez de chat. Qu'en est-il de l'autre? Eh bien, la propension au chat varie avec l’approche des masses conductrices ou la distance à la terre. Ainsi, une autre avance va à VOUS et passez la main près du chat. Devrait voir ~ 20 pF, beaucoup plus si le chat est sur vos genoux.

La meilleure façon de peau ce catpacitor

Quelques-unes des autres méthodes présentées ici semblent fonctionner, mais ce test peut être réalisé sans recourir à un oscilloscope ou à plusieurs valeurs spécifiques de condensateurs haute tension. Bien qu'un compteur de haute impédance / haute tension soit une nécessité.

Une meilleure solution consiste à le traiter comme un simple diviseur de courant, puis à déduire l’équation de base permettant de calculer Ccat directement.

Comme dans ce premier circuit, déterminer Rx n'est pas si difficile si les autres valeurs sont connues. À l'instant = 0, le courant circule uniquement via Rx. À l'instant = 1, le commutateur change et le courant se divise entre les deux chemins (via Rx et Rref). La quantité de courant dans chaque chemin est déterminée par les valeurs de la résistance. L'idée principale est que le courant d'entrée total reste le même dans les deux positions du commutateur, mais que la tension sur chaque résistance change en raison des courants différents dans chaque branche. En utilisant la loi d'Ohms, Rx peut être calculé en mesurant les variations de tension et en connaissant la valeur de Rref.

Dans cette paire de circuits suivante, nous introduisons le Cat avec une capacité inconnue (Ccat) à la terre. Au temps = 0, la charge totale est fixe dans le circuit (Qtotal0). C'est la charge initiale sur le chat (Qcat0). La charge initiale sur le chat produit une tension initiale (Vcat0).

À l'instant = 1, le commutateur change et la charge totale se divise entre le Cat et un condensateur de référence (Cref). La tension sur le Cat change (Vcat1) en raison du transfert de charge. La charge transférée au condensateur de référence produit une tension (Vcref1) égale à celle du Cat (donc Vcat1 = Vcref1).

Il est important de noter que même si des charges ont été transférées, la charge totale maintenant dans le circuit (Qtotal1) est toujours égale à la charge initiale (donc Qtotal0 = Qtotal1).

De manière similaire à la loi d'Ohm, la tension sur un condensateur peut être trouvée avec l'équation V = Q / C. En manipulant cette équation, la charge du condensateur peut être trouvée par Q = VC. Avec l'équation de charge du condensateur et connaissant la valeur de Cref, il suffit de deux mesures de haute tension (à l'instant = 0 et à l'heure = 1) pour déterminer la capacité du Cat, comme indiqué ci-dessous.

.

Termes utilisés:

Équation de charge du condensateur: Q = VC, avec Q en Columbs, V en Volts, C en Farads

Qtotal0 = Charge initiale totale au moment = 0

Qcat0 = Charge sur le chat à l'heure = 0

Qtotal1 = Charge totale au temps = 1

Qcat1 = Charge sur Cat à l'heure = 1

Qcref1 = Charge sur Cref à l'heure = 1

Vcat0 = Tension sur Cat à l'heure = 0

Vcat1 = Tension sur Cat à l'heure = 1

Vcref1 = Tension sur Cref à l'heure = 1

Ccat = Capacité du chat

Cref = condensateur de référence

.

Calcul:

@ time = 0, mesurez la tension sur Cat (Vcat0).

Equation de charge par condensateur (Q = VC)

Qtotal0 = Vcat0 Ccat

@ time = 1, changez le commutateur, mesurez la tension sur Cat (Vcat1), il s'agit également de la tension sur Cref (Vcref1).

Sachant que la charge totale dans le circuit n'a pas changé:

Qtotal0 = Qtotal1

Qtotal1 est composé de la charge sur le chat et de la charge sur Cref, donc:

Qtotal0 = (Qcat1 + Qcref1)

Réécrivez ces charges sous leur forme équivalente selon Q = VC:

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

Rappelez-vous qu'avec cette position de commutateur Vcat1 = Vcref1, remplacez dans l'équation:

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

Mettez les termes Ccat de côté:

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

Facteur hors Ccat:

Ccat (Vcat0 - Vcat1) = (Vcat1 Cref)

Isoler Ccat:

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

Terminé...

.

Maintenant, pour un exemple:

Utilisez une valeur standard de 100pf pour Cref, mesurez Vcat à l'instant = 0 et à l'instant = 1 (utilisez 9kV et 4kV).

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

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

Ccat = 400pf / 5

Ccat = 80pf

.

En utilisant un seul condensateur de valeur relativement basse (haute tension), votre capacité Cat peut être calculée, avec moins de risques de conséquences catastrophiques pour le chat.

Notez également qu'il s'agit d'une tentative purement théorique, aucun animal n'a été blessé au cours du processus. Vos résultats peuvent varier. N'est pas responsable des dommages résultant d'une utilisation non protégée, non contrôlée, non sollicitée ou négligente des informations ci-dessus. - .- Prendre plaisir

Vous pouvez faire cela est une mesure en deux étapes avec une capacité et un amplificateur FET. Vous pouvez lire le résultat sur un oscilloscope ou sur un multimètre.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Premièrement: court C1 pour éliminer toutes les charges.

Deuxièmement: Connecter l'entrée au chat

Vous lirez en sortie la tension générée sur C1 par la charge du chat. Par conséquent, la charge de Cat est Vout / C1.

Assurez-vous que Power + et Power- sont suffisants pour éviter la saturation de LF356. La résistance en série est là pour éviter de provoquer des étincelles chez votre chat lorsque vous le connectez au condensateur.

Si vous voulez avoir une lecture continue pendant que vous "chargez" votre chat, vous avez besoin d'un diviseur capacitif. Les schémas suivants pourraient le faire.

^{simuler ce circuit}

La sortie peut être lue en continu.

Mesure de la capacité chat en régime permanent par une méthode simple.

Attention: n'essayez pas ça à la maison. Cela n'a pas été testé par l'auteur.

Avertissement: La puissance transmise est augmentée à la fois en tension, en fréquence et en capacité. Utilisez une basse fréquence (par exemple 75 Hz), une tension efficace faible (par exemple 1 Vrms) et une faible capacité de couplage (par exemple 15 pF).

Comme d'autres l'ont déjà dit. La décharge ESD ne dépend pas seulement de la capacité, mais également de la charge, à la fois la vôtre et celle du chat. Cette réponse propose une méthode de mesure de la capacité du chat dans un scénario alternatif en régime permanent.

Si le petit modèle de signal du chat ressemble à ceci:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Ensuite, vous pouvez mesurer la catpacitance Ccat avec un oscillateur sinusoïdal à basse fréquence et un voltmètre à valeur efficace ou de pointe, comme dans cette configuration (la note ESR ci-dessus est Rcat ci-dessous):

^{simuler ce circuit}

Méthode:

• Commencez par connecter le multimètre rms directement à l’oscillateur sinus pour vous assurer que vous avez un sinus de 1 Vrms et que vous obtenez une lecture constante.
• $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$

Obtenir une bonne connexion avec le chat est probablement délicat. Quelque chose dans les lignes d'un bracelet de poignet ESD, lacé avec un gel de sécurité ou similaire, peut être nécessaire. Le nez pourrait être un endroit approprié pour établir une bonne connexion, mais soyez gentil ...

Pour une bonne sensibilité, le meilleur choix pour la valeur de C1 est lorsque C1 est proche de Cpar + Ccat.

La résistance en série équivalente ne devrait pas poser de problème, mais pour être sûr, répétez la mesure avec une fréquence d'une octave jusqu'à ce que vous obteniez le même résultat. Si vous obtenez des résultats variables, mais qu'ils sont reproductibles à la même fréquence, essayez de tracer la courbe de réponse en fonction de l'amplitude, puis demandez à nouveau avec certaines données de mesure. Enfin, Ccat et Rcat sont wetware, ils ne sont donc probablement pas trop stables dans le temps.

Votre chat est aussi une antenne, donc il capte probablement 50 / 60Hz du secteur. Cette source peut éventuellement être réduite si vous mesurez une petite valeur de sortie efficace lorsque vous connectez le chat tout en maintenant la sortie de l’oscillateur à la terre. (Si le signal de l'antenne est grand, vous pourrez peut-être trouver Ccat par une autre méthode => uniquement en modifiant C1.) Dans la méthode ci-dessus, si le signal de l'antenne est grand, essayez de choisir une fréquence pour votre mesure afin que les signaux soient gagnants. ne dépend pas trop de la relation de phase.

Pour obtenir des mesures dans le temps, avec une résolution temporelle détaillée, il est nécessaire de mesurer / enregistrer la tension de sortie avec un oscilloscope. Les mêmes équations s’appliquent lors de la mesure de l’amplitude maximale que pour la valeur efficace. Par conséquent, l’amplification de la sortie puis l’utilisation d’un redresseur à alternance devraient permettre de réaliser facilement un circuit permettant une lecture continue de la catpacitance.

Enfin, si vous souhaitez mesurer la capacité en fonction de la tension pendant la décharge, vous devez alors enregistrer la décharge avec un oscilloscope, comme indiqué également par George Herold dans sa réponse. Pour cette configuration, utilisez un oscillateur à onde carrée et ajoutez une grande résistance de décharge. Calculez ensuite la capacité en fonction du taux de variation de la tension et du courant connu (connu de la tension et de la résistance de décharge).

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

Pour mesurer la catpacitance de votre félin, vous avez tout d'abord besoin d'un condensateur de capacité connue chargée à une tension connue. La quantité de charge en Columbs dans ce condensateur sera CV où C est la capacité en farads et V la tension en volts.

Maintenant déchargez complètement votre chat. Une solution consiste peut-être à traverser une feuille d’aluminium mise à la terre.

Attachez une friandise à l’une des bornes du condensateur, l’autre à un morceau de papier d'aluminium. Lorsque votre chat prend la gâterie, le condensateur connu se décharge et le chat se charge jusqu'à ce que son potentiel de tension s'équilibre exactement.

Maintenant, re-mesurez la tension sur votre condensateur connu. Le changement de tension multiplié par la capacité vous dira combien de charge est allée à votre chat. Cette charge, divisée par la tension restante , est la capacité de votre chat.