用示波器測(cè)電容的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、用示波器測(cè)電容的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010年12月3日摘要： 本實(shí)驗(yàn)研究了用示波器測(cè)電容器電容的一種方法：測(cè)電容上的電壓和電流的相位差，測(cè)定電容器的電容，并就實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：示波器，電容，交流，相位差，諧振頻率一、引言電容是電容器的參數(shù)之一，對(duì)于解決生活及實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際問題，有著很重要的作用。不同電容的電容器因所需不同而被用在不同的地方，在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)電容器的電容，已成為大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)中的很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)，我們用示波器測(cè)電容器的容量，加深我們對(duì)電容和電容的性質(zhì)，并鞏固我們所學(xué)的知識(shí)。二、 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器，利用示波器測(cè)量給定電容的大小三、 實(shí)

2、驗(yàn)儀器1.信號(hào)發(fā)生器2.雙蹤示波器3. 未知電容一個(gè)4電阻兩個(gè)（R2=5100）5面包板一個(gè)，導(dǎo)線若干四、實(shí)驗(yàn)原理此法是根據(jù)電容上的電流和電壓的相位差: （1）進(jìn)行測(cè)量的，若已經(jīng)測(cè)出,那么 （2）則可求得C： （3） 五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（或步驟） (1)采用雙蹤示波器連接電路如圖2（電阻R2采用適當(dāng)?shù)淖柚担?，使信?hào)發(fā)生器輸出頻率為5000Hz。 （2）調(diào)節(jié)示波器，是兩個(gè)軌跡都顯示出一個(gè)完整的波形（見圖4）,在水平上測(cè)出兩個(gè)波形的時(shí)間差，便是電流及電壓二者的相位差。 （3）為了減小測(cè)量誤差，增大掃描靈敏度，使二者的軌跡在過零處盡可能分離很遠(yuǎn)些，測(cè)得這個(gè)時(shí)間差。 六、數(shù)據(jù)處理和分析表1 ，R2=5100

3、頻率（Hz）(ms)（F）100020000.241.26310-21.23710-2150030000.221.25510-2200040000.2251.19410-2相對(duì)誤差為:R2=5100=%=23.7%七、實(shí)驗(yàn)誤差分析1、 系統(tǒng)誤差 （1）示波器面板刻度本身精確度不夠；（2）波形本身具有一定寬度；2、偶然誤差 （1）、操作者讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生誤差；八、結(jié)束語 在本實(shí)驗(yàn)中，我們使用了用示波器測(cè)量電容的新方法，測(cè)得了位置電容值得電容器，所得出的測(cè)量結(jié)果的誤差較小，說明這種方法的精確度和可行性。在測(cè)量的過程中，盡管有時(shí)實(shí)際電路的連接有點(diǎn)麻煩，但我們還是耐心的完成了實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能

4、力和分析能力，將理論和實(shí)踐很好地相結(jié)合。九、參考文獻(xiàn)1宋如茂.電容的示波器測(cè)量法J.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2005,18（2）：5658.2曾天海.徐加勤.謝路平.用示波器粗測(cè)電容電感值J，1996，9（4）：2628.3于健.劉少杰.用示波器測(cè)量電解電容器的動(dòng)態(tài)電容值J,2004，10(8):4545.4寧丹.如何利用示波器測(cè)電容J,通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），1995，（2）：5759.5楊述武.普通物理實(shí)驗(yàn)（電磁學(xué)部分）M.北京：高等教育出版社，2007.十、感想在這次實(shí)驗(yàn)中我們結(jié)合了測(cè)電容上的電壓和電流的相位差來測(cè)定電容器的電容雖然連接線路時(shí)出現(xiàn)過很多問題，調(diào)節(jié)電流和電壓的正弦圖也十分繁瑣出現(xiàn)調(diào)節(jié)圖像不適合讀數(shù)的情況，但是在同學(xué)和老師的幫助下終于將實(shí)驗(yàn)順利完成。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我們還不能夠冷靜細(xì)心地處理出現(xiàn)的一些問題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中錯(cuò)誤頻頻，但我們應(yīng)此而提