試驗(yàn)八電容器充電和放電

1、實(shí)驗(yàn)八電容器充電和放電一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 充電時(shí)電容器兩端電壓的變化為時(shí)間函數(shù)，畫出充電電壓曲線圖。2放電時(shí)電容器兩端電壓的變化為時(shí)間函數(shù)，畫出放電電壓曲線圖。3電容器充電電流的變化為時(shí)間函數(shù)，畫出充電電流曲線圖。4電容器放電電流的變化為時(shí)間函數(shù)，畫出放電電流曲線圖。5測(cè)量RC電路的時(shí)間常數(shù)并比較測(cè)量值與計(jì)算值。6研究 R 和 C的變化對(duì)RC電路時(shí)間常數(shù)的影響。二、實(shí)驗(yàn)器材示波器1臺(tái)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)電容 1 F 和 2 F各 1 個(gè)電阻 1k 和 2k 各 1 個(gè)三、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路圖 16 所示為電容充電放電電壓波形測(cè)量電路。圖 17 所示為電容充電放電電流波形測(cè)量電路。在圖 16 和圖 17

2、 所示的RC電路中，時(shí)間常數(shù) 可以用電阻R和電容C的乘積來計(jì)算。即 =RC圖 16 電容充電放電電壓波形測(cè)量電路圖 17電容充電放電電流波形測(cè)量電路在電容器充電放電過程中電壓和電流都會(huì)發(fā)生變化，只要在充電或放電曲線圖上確定產(chǎn)生總量變化63所需要的時(shí)間，就能測(cè)出時(shí)間常數(shù)。用電容器充電電壓曲線圖測(cè)量的時(shí)間常數(shù)的另一種方法是，假定在整個(gè)充電期間電容器兩端的電壓以初充電時(shí)的速率持續(xù)增加，當(dāng)增大到充滿電的電壓值時(shí)，這個(gè)時(shí)間間隔就等于時(shí)間常數(shù)。或者用電容器放電電壓曲線圖來測(cè)量，假定在整個(gè)放電期間電容器兩端的電壓以初放電時(shí)的速率持續(xù)減少，當(dāng)減少到零時(shí)，這個(gè)時(shí)間間隔也等于時(shí)間常數(shù)。圖 17 中流過電阻R 的電

3、流I R 與流過電容器的電流I C 相同，這個(gè)電流可用電阻兩端的電壓UR 除以電阻R 來計(jì)算。因此I R=I C=UR/ R四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 建立如圖16 所示的實(shí)驗(yàn)電路，信號(hào)發(fā)生器的設(shè)置可照?qǐng)D16 進(jìn)行。2. 用鼠標(biāo)左鍵單擊仿真開關(guān)，激活實(shí)驗(yàn)電路，雙擊示波器圖標(biāo)彈出其面板，觀察和記錄示波器的波形，在U - T 坐標(biāo)上畫出電容電壓隨時(shí)間變化的曲線圖。3根據(jù)圖16 所示的R、 C元件值，計(jì)算RC電路的時(shí)間常數(shù) 。4建立如圖17 所示的實(shí)驗(yàn)電路，信號(hào)發(fā)生器按圖17 設(shè)置。5. 用鼠標(biāo)左鍵單擊仿真開關(guān)，激活實(shí)驗(yàn)電路，雙擊示波器圖標(biāo)彈出其面板，觀察和記錄示波器的波形，在U - T 坐標(biāo)上畫出電容電壓隨

4、時(shí)間變化的曲線圖。6.根據(jù) R的電阻值和曲線圖的電壓讀數(shù)，計(jì)算開始充電時(shí)的電容電流I C。7.根據(jù) R的電阻值和曲線圖的電壓讀數(shù)，計(jì)算開始放電時(shí)的電容電流I 。C8用曲線圖測(cè)量RC電路的時(shí)間常數(shù) 。9. 將 R 改為 2k 。單擊仿真電源開關(guān)，激活電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。用曲線圖測(cè)量新的時(shí)間常數(shù) 。10根據(jù)新的電阻值 R，計(jì)算圖 17 所示的 RC電路新的時(shí)間常數(shù) 。11將 C 改為 0 2 F，信號(hào)發(fā)生器的頻率改為500Hz 。單擊仿真電源開關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。從曲線圖測(cè)量新的時(shí)間常數(shù) 。12根據(jù)R和 C的新值，計(jì)算圖17 所示的RC電路的新時(shí)間常數(shù) 。五、思考題1.在步驟1 中，當(dāng)充滿電后電容器兩端的電壓U 有多大？與電源電壓比較情況如何？放完電后電容器兩端的電壓是多少？2. 在步驟 2、 3