用示波器测电容实验报告

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1、用示波器测电容摘要：电容在交流电路中电压发生了变化，相位也发生了变化，而通过示波器可以清楚的观察到这些变化，本实验利用示波器和电容的交流特性，通过实验得出谐振频率的特殊值进而通过公式计算，得出电容器的电容值大小。关键词：电容RLC谐振频率阻抗相位差电流峰值一、引言电容是电容器的参数之一，对于解决生活及实验屮的实际问题，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，在实验中测电容器的电容，已成为大学物理实验中很重要的一个环节，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，能

2、加深我们对电容和电容性质的理解，巩固我们所学的知识。二、实验任务利用示波器测量电容器的电容量c。三、实验仪器200欧姆电阻一个，10mH电感一个，信号发生器一台，双踪示波器一•台，面包板一个，电容一个，导线若干。四、实验原理测RLC谐振频率RLC串联电路如图1所示：图1RLC串联电跑所加交流电压U(有效值)的角频率为w,则电路的的复阻抗为.Z=R4-j(cdL—1/ujC)复阻抗模为:囚=W+3L-1/应)2复阻抗的幅角：=arctan[(u)L-l/u)C)/R]即该电路电流滞后于总电压的位差值。回

3、路中的电流I(有效值)为I=U/JR2+(3L-1/3C)2上面三式中Z、卩、I均为频率f(或角频率3,3=2nf)的函数，当回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。图2RLC串联电路

4、g频、相频曲线其中（b）图4f曲线称为相频特性曲线；（c）图i-f曲线称为幅频特性曲线。由曲线图可以看出，存在一个特殊的频率爲特点为(1)当fvf。时，WvO,电流相位超前于电压，整个电路(2)呈电容性。当f>f。吋，

5、申>0,电流相位滞后于电压，整个电路呈电感性。(3)当a)L-1/ooC=0时，即3。=1/JEC或f°=l/2g立时，（p=0,表明电路中电流1和电压U同相位，整个电路呈纯电阻性。这就是串联电路谐振现象，此时电路总阻抗的模IZ

6、=R最小，电流I=U/

7、Z

8、达到极人值，易知只要调节f、L、C小任意一个量，电路就能达到谐振。f=丄一根据LC谐振回路的谐振频率2nVLC或T=2nvTC可求得仇讥电。五、实验内容（或步骤）1・电路连接如图1,其中L=10mH,R二200（1,u=2Vo2.用万用电表测出待测

9、电容5=7.8X104。3.调节信号发生器的频率同时观察两端电压变化，当调至某一频率时，电压最大,测得这个最人值及信号的周期（或频率）。4.由这个最大值的周期（或频率）计算出电容的值。六、数据处理和分析测RLC谐振频率数据记录表f(KHZ)3.34.35.35.56.06.36.57.3&39.3Ur(mv)175225262.5280275270260250201180300n25020015010050Qiiiiiiiii12345678910通过图表可知大概在f二5.5KHz处R上的电压最大。将

10、其代人公式1C=4n2f02LC=8.4X104PFA=

11、C-Co

12、=0.6X1040.6X104f87w^xl00%7.6%七、实验误差分析（注意分类）1、系统误差（1）仪器不精确造成误差。（2）示波器图像有厚度，使结果有误差。（3）图像抖动产生误差。2、偶然谋差（1）仪器操作失谋造成电路连接错误，从而产生谋羌。（2）观察时未使振幅达到最大就进行读数。（3）读数误差。八、结束语设计性实验是要求我们通过我们自己的设计，以达到实验目的，与传统的摄入式教学不同。设计性实验加强了学生的创新意识和能力，培养了

13、学生的独立进行科学实验研究的能力。俗话说实践出真知，只有经过实践检验的知识，才能算得上是真正是知识。在本实验屮我们谐振了RLC电路的连接方法，并用示波器测量电容，这对增强我们的物理逻辑思维是大有益处的，在测量过程中，尽管实验数据较为繁琐但我们还是耐心的完成了实验，最终的实验结果虽然误差有点大，但是经过误差分析，使我们更好的了解了用示波器测电容的方法。九、参考文献《大学物理实验》、《大学物理实验手册》