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1、用示波器测电容用示波器测电容摘要：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。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：电容关键词：电容 RLCRLC 谐振频率谐振频率 阻抗阻抗 相位差相位差 电流峰值电流峰值一、引言一、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
2、，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，且能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、二、 实验任务实验任务 利用示波器测量电容器的电容量C。三、三、 实验仪器实验仪器 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、实验原理四、实验原理 测 RLC 谐振频率 RLC 串联电路如图 1 所示：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:复阻抗模
3、为:复阻抗的幅角: 即该电路电流滞后于总电压的位差值。回路中的电流 I（有效值）为上面三式中 Z I 均为频率 f（或角频率 ，）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。其中（b）图 -f 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 特点为（1）当f时， 0,电流相位滞后于电压，整个电路 呈电感性。（3）当时，即或时， =0，表明电路中电流 I 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
4、路总阻抗的模最小，电流达到极大值， 易知只要调节 fLC 中任意一个量，电路就能达到谐振。根据 LC 谐振回路的谐振频率 或 可求得 。五、实验内容（或步骤）五、实验内容（或步骤）1.电路连接如图 1，其中L=10mH, R= , U=2V。2用万用电表测出待测电容。 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，测得这个最大值及信号的周期（或频率） 。 4.由这个最大值的周期（或频率）计算出电容的值。 六、数据处理和分析六、数据处理和分析 测测 RLCRLC 谐振频率数据记录表谐振频率数据记录表f (KHZ)3.34.35.35.56.06.36.57.38.39
5、.3(mv)175225262.5280275270260250201180050100150200250300123456789 10f fu u(mv)通过图表可知大概在 f=5.5 KHz 处 R 上的电压最大。将其代人公式七、实验误差分析（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、偶然误差 （1）仪器操作失误造成电路连接错误，从而产生误差。（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 验中我们谐振了 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、参考文献九、参考文献 大学物理实验 、 大学物理实验手册
