用示波器测电容班级：*******姓名：***学号：************实验时间：2011.9.29摘要：电容在交流电路中电压与电流间除了大小发生变化，相位也发生了改变。而通过示波器可以很清楚地观察到这些变化，利用示波器及电容的交流特性，可测定给定电容的大小。本实验研究了用示波器测电容器电容的方法:测RLC谐振频率。用这方法测定了未知电容，并就实验原理、实验操作、实验误差进行了分析。关键词：电容、电感、相位差、示波器、谐振频率一、引言电容是电容器的参数之一，对于解决生活及实验中的实际问题，有着很重要的作用，不同电容的电容器因所需不同而被应用在不同的地方。在此实验中，我们用示波器测量电容的容量，该方法操作简单，且能巩固我们所学过的知识。二、实验任务根据实验室提供的仪器，利用示波器测量给定电容的大小。三、实验仪器信号发生器，双踪示波器，万用电表，面包板，电阻，电感，电容，导线。四、实验原理测RLC谐振频率通过逐点改变加在(直接或者间接)RLC谐振回路上信号频率来找到最大输出时的频率点，并把这一频率点定义为RLC谐振频率。RLC串联电路如图1所示。图1RLC串联电路所加交流电压（有效值）的角频率为。则电路的复阻抗为：（1）复阻抗的模:(2)复阻抗的幅角:(3)即该电路电流滞后于总电压的位相差。回路中的电流I（有效值）为：(6)上面三式中Z、、I均为频率(或角频率，)的函数，当电路中其他元件参数取确定值的情况下，它们的特性完全取决于频率。图2（a）、（b）、（c）分别为RLC串联电路的阻抗、相位差、电流随频率的变化曲线。其中，（b）图曲线称为相频特性曲线；（c）图曲线称为幅频特性曲线。图2RLC串联电路幅频、相频曲线由曲线图可以看出，存在一个特殊的频率，特点为：当时，，电流相位超前于电压，整个电路呈电容性；当时，，电流相位滞后于电压，整个电路呈电感性；当时，即或随偏离越远,阻抗越大,而电流越小.此时，，表明电路中电流I和电压同位相，整个电路呈现纯电阻性，这就是串联谐振现象。此时电路总阻抗的模为最小，，电流则达到极大值。易知，只要调节、、中的任意一个量，电路都能达到谐振。根据LC谐振回路的谐振频率或(9)可求得C：(10)五、实验
内容
财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容
1、电路连接如图1。2、在调节信号发生器的频率的同时观察电容两端电压的变化，当调至某一频率时，电压为最大，测得这个最大值及信号的周期（或频率）。3、由这个最大值的周期（或频率）计算所得电容的容抗。六、数据处理和分析测RLC谐振频率L=10mHU=2VR=200Ωf（KHz）4.004.204.404.604.805.105.305.605.90R上电压U（V）1.801.902.002.052.102.122.102.052.00理论上:,f=5.03KHZ实际上:,f=X10-8库仑相对误差:S=(1X10-7-9.74X10-8)/1X10-7=2.6%七、实验误差分析1、系统误差:被测量的电容元件自身电容大小与标定值有误差；选取的频率组数不够多，电压最大时的频率值不够精确；示波器的图像的线条有粗细，使结果有误差；电压不稳定；2、随机误差:示波器上读数误差；读取数据产生误差；电容选择错误；八、结束语在本次示波器测电容的实验中,我们想出了两种方法去测量,由于时间关系,我们选择了RLC谐振频率的方法去测量电容的大小。然而在本次示波器测电容的实验中，刚开始的时候我们并未调出相应波形图，经过同学指点帮助发现正负接反，调整电路后得以改善。这次设计性试验，很好的锻炼了我们的学习思维能力和独立思考能力。还加强了我们的探索意识，对错误不断思考寻找方法，并提高了团结合作意识。同时我明白了实验对学习是十分重要的，有很大的促进作用。九、参考文献《大学物理实验提高模块实验讲义(信计类)》理学院物理实验教学中心编2011.9《大学物理基础》赵丽华等理学院物理实验组编2008年9月百度,搜狗等网页
浙公网安备 33021202002483