實(shí)驗(yàn)11電容電感的測(cè)量

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教案實(shí)驗(yàn)名稱：電容電感的測(cè)量1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）了解LCR測(cè)試儀的性能及使用方法并學(xué)習(xí)LCR測(cè)試儀的使用。2）了解可變電容器、電感器的特性。2 實(shí)驗(yàn)儀器LCR-817/819測(cè)試儀 待測(cè)電容、電感3 實(shí)驗(yàn)原理3.1 電感和電容在分析和計(jì)算交流電路時(shí)，總將實(shí)際元件理想化，即認(rèn)為元件是純粹的電阻、電感或電容。一個(gè)只有電阻而無電感和電容成分的電阻器，我們稱之為理想電阻器。同理，有理想電容器和理想電感器。它們統(tǒng)稱為理想元件。理想元件實(shí)際上是不存在的。1） 電感電感器是由電線環(huán)繞一個(gè)磁芯構(gòu)成，其特性依據(jù)使用的磁芯材料而定。實(shí)際電感器的等效電路如圖111所示。 圖111 電感器的等效電路圖由于R和

2、C值極小，當(dāng)頻率不高時(shí)，電路的阻抗為 令 （稱諧振頻率），并代入上式可得式中 稱為電感器的有效電感。由于R、C的存在，La與頻率有一定的關(guān)系。通常，定義電感器的品質(zhì)因數(shù)Q為：一般總是要求Q值盡可能的高，而且電感值與頻率的關(guān)系盡可能的小。2） 電容電容器無論從種類或數(shù)量來說均是使用頻繁的電子器件。實(shí)際電容器的等效電路有兩種，如圖112所示：1 / 3圖112電容器等效電路上圖分別為串聯(lián)等效電路圖和并聯(lián)等效電路圖。兩個(gè)電路R表示電容器的損耗。它們的電流和電壓之間相互關(guān)系分別如下圖113所示圖113電容器損耗角理想電容電流和電壓之間有90 0的相角差，而實(shí)際電容器的相角差比90 0小了d 角，d角稱

3、為電容器的損耗角，并有式中、為串聯(lián)等效電路里的電容和電阻，、為并聯(lián)等效電路里的電容和電阻。式中，稱為電容器的耗散因數(shù)或損耗角正切，一般很小。3.2 電容和電感的測(cè)量方法 常用測(cè)量電容電感的方法有交流電橋、諧振法、電壓電流矢量比法。而隨著數(shù)字電路以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電容電感的測(cè)量技術(shù)有了很大的發(fā)展，使測(cè)量的精確度得到提高，測(cè)量也變得方便多了。4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 熟悉LCR測(cè)試儀的功能及使用方法2) 電容測(cè)量3) 電感測(cè)量5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織及教學(xué)要求 1）教學(xué)組織1檢查預(yù)習(xí)報(bào)告，同時(shí)給學(xué)生510分鐘熟悉儀器，對(duì)本實(shí)驗(yàn)有一定的感性認(rèn)識(shí)。 2講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，適當(dāng)以提問方式檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，加深對(duì)實(shí)

4、驗(yàn)原理的理解。 3隨時(shí)注意學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程，及時(shí)指導(dǎo)解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的突發(fā)情況。 4檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄實(shí)驗(yàn)情況。 2）教學(xué)要求1學(xué)會(huì)選擇合適的測(cè)量方法和量程來測(cè)量電感、電容。2學(xué)會(huì)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行有效數(shù)字的取值方法。3學(xué)會(huì)根據(jù)選擇的量程計(jì)算極限誤差。6 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)1）重點(diǎn)：選擇合適的測(cè)量方式和量程測(cè)量。2）難點(diǎn)：怎樣選擇合適的測(cè)量方式和量程進(jìn)行測(cè)量。7 實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)的問題1）沒有初始?xì)w零。 2）不懂得選測(cè)量方式和量程。8 實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)1） 電容測(cè)量參考值（單位：PF）0.0º 10.0º 30.0º 40.0º 50.0º 6

5、0.0º 70.0º 80.0º 90.0º 100.0º 110.0º0.92 11.65 26.31 31.03 33.60 38.60 47.80 54.15 61.69 68.90 75.732） 鐵芯拉出測(cè)量對(duì)應(yīng)位置的電感參考值（單位：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 實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢查方法1）數(shù)據(jù)記錄表格格式。2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及有效數(shù)字位數(shù)。10課堂實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)檢查題目1）小電容、大電感應(yīng)采用何測(cè)量方式？2）小