用示波器测电容实验报告

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、 实验任务

2、利用示波器测量电容器的电容量 Co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：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： 一 _复阻抗模为：一 一一一一一复阻抗的幅角:; 二二一.二，.二.支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、P、I均为频率f (或角频率但，3 = Znf)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

3、随频率的变化曲线。田2 RL界坡电路韩项、用领印【缓其中（b）图中-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 右特点为（1） 当fdt时，P<0,电流相位超前于电压，整个电路呈电容性。（2） 当f>%时，P>0,电流相位滞后于电压，整个电路呈电感性。（3） 当时,即 tJ0 = 1/vTC 或G仅时，甲=o,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，此时电路总阻抗的模Z=R最小，电流I=U/闿达到极大值，易知只要调节f、l、c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主屈

4、氏或T = ZtiTC可求得。五、实验内容（或步骤）1.电路连接如图1,其中L=10mH R=200Q. , u=2V2,用万用电表测出待测电容Co = 78。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、数据处理和分析测RLC谐振频率数据记录表f (KHZ)3.34.35.35.56.06.36.57.38.39.3(mv)175225262.5280275270260250201180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C =-4ir=fna

5、LC = 8,4 X1011 PFA= |C-CD| = 0.6x10 0 6X1047,9x10'七、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