文档介绍：1用示波器测电容摘要: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:电容电压峰—峰值相位差谐振频率一、引言电容是常用的电学元件,是电容器的参数之一,在实际电路(特别是交流电路)中广泛应用。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。电容大小的测量有很多种方法,在此实验中,利用前两次RLC串联谐振电路的研究和对电容和电容性质的理解,用示波器来测量电容的容量。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、实验要求1、根据实验任务,查阅有关资料,设计实验方案①根据实验任务,查阅有关资料,理解电容的交流特性,推导测量公式,画出设计电路图。②自拟实验步骤和直接测量数据的记录表格;③选择实验仪器(型号或规格)和电学元件(在实验室提供的范围内)。④对实验方案做可行性报告分析。2、根据设计实验方案,将测量的数据填入表中,并与电容的标称值对比,计算测量误差。3、写出完整的实验报告,并对实验结果进行比较、分析、讨论。四、实验仪器信号发生器、双踪示波器、未知电容一个、电阻两个(R1=200Ω,R2=5100Ω)、2电感两只(L1=10mH,L2=50mH),面包板一个、导线若干。五、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U(有效值)的角频率为ω。则电路的复阻抗为:)C1L(ωωjRZ???(1)复阻抗的模:22)C1L(RωωZ???(2)复阻抗的幅角:RC1Larctanωω???(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:22)C1L(RωωUI???(6)上面三式中Z、?、I均为频率f(或角频率ω,fω?2?)的函数,当电路中其他元3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。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0f,特点为:(1)当0f f?时,0??,电流相位超前于电压,整个电路呈电容性;(2)当0f f?时,0??,电流相位滞后于电压,整个电路呈电感性;(3)当0C1L??ωω时,即01LC??或012fLC??(4)随f偏离0f越远,阻抗越大,,0??,表明电路中电流I和电压U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Z R?为最小,,电流I U Z?则达到极大值。易知,只要调节f、L、C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LCf?21?或LCT?2?(9)可求得C:LfC20241??(10)4六、实验内容实验步骤(1)电路连接如图1,其中.?????