实验11 电容电感的测量.doc

大学物理实验教案实验名称：电容电感的测量1 实验目的1）了解LCR测试仪的性能及使用方法并学习LCR测试仪的使用。2）了解可变电容器、电感器的特性。2 实验仪器LCR-817/819测试仪 待测电容、电感3 实验原理3.1 电感和电容在分析和计算交流电路时，总将实际元件理想化，即认为元件是纯粹的电阻、电感或电容。一个只有电阻而无电感和电容成分的电阻器，我们称之为理想电阻器。同理，有理想电容器和理想电感器。它们统称为理想元件。理想元件实际上是不存在的。1） 电感电感器是由电线环绕一个磁芯构成，其特性依据使用的磁芯材料而定。实际电感器的等效电路如图111所示。 图111 电感器的等效电路图由于R和C值极小，当频率不高时，电路的阻抗为 令 （称谐振频率），并代入上式可得式中 称为电感器的有效电感。由于R、C的存在，La与频率有一定的关系。通常，定义电感器的品质因数Q为：一般总是要求Q值尽可能的高，而且电感值与频率的关系尽可能的小。2） 电容电容器无论从种类或数量来说均是使用频繁的电子器件。实际电容器的等效电路有两种，如图112所示：图112电容器等效电路上图分别为串联等效电路图和并联等效电路图。两个电路R表示电容器的损耗。它们的电流和电压之间相互关系分别如下图113所示图113电容器损耗角理想电容电流和电压之间有90 0的相角差，而实际电容器的相角差比90 0小了d 角，d角称为电容器的损耗角，并有式中、为串联等效电路里的电容和电阻，、为并联等效电路里的电容和电阻。式中，称为电容器的耗散因数或损耗角正切，一般很小。3.2 电容和电感的测量方法 常用测量电容电感的方法有交流电桥、谐振法、电压电流矢量比法。而随着数字电路以及计算机技术的发展，电容电感的测量技术有了很大的发展，使测量的精确度得到提高，测量也变得方便多了。4 实验内容1) 熟悉LCR测试仪的功能及使用方法2) 电容测量3) 电感测量5 实验教学组织及教学要求 1）教学组织1检查预习报告，同时给学生510分钟熟悉仪器，对本实验有一定的感性认识。 2讲解要点及注意事项，适当以提问方式检查学生的预习情况，加深对实验原理的理解。 3随时注意学生的实验操作过程，及时指导解决学生实验中出现的突发情况。 4检查学生的实验数据，记录实验情况。 2）教学要求1学会选择合适的测量方法和量程来测量电感、电容。2学会对测量值进行有效数字的取值方法。3学会根据选择的量程计算极限误差。6 实验教学的重点和难点1）重点：选择合适的测量方式和量程测量。2）难点：怎样选择合适的测量方式和量程进行测量。7 实验中容易出现的问题1）没有初始归零。 2）不懂得选测量方式和量程。8 实验参考数据1） 电容测量参考值（单位：PF）0.0 10.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.00.92 11.65 26.31 31.03 33.60 38.60 47.80 54.15 61.69 68.90 75.732） 铁芯拉出测量对应位置的电感参考值（单位：mH）0.00cm 1.00cm 2.00cm 3.00cm 4.00cm 5.00cm 6.00cm 7.00cm 8.00cm 9.00cm 10.00cm2.7326 2.5983 2.4374 2.2849 2.1226 1.9688 1.7956 1.6366 1.4731 1.3359 1.19689 实验结果检查方法1）数据记录表格格式。