示波器測電容實驗報告

示波器測電容設(shè)計性實驗 一、 實驗項目名稱 示波器測電容二、 實驗?zāi)康?1.研究當(dāng)方波電源加于RC串聯(lián)電路時產(chǎn)生的暫態(tài)放電曲線及用示波器測量電路半衰期的方法，加深對電容充放電規(guī)律特性的認(rèn)識。2.進(jìn)一步熟悉數(shù)字示波器的主要技術(shù)性能與使用并學(xué)會利用示波器測電容的容值。 三、 實驗原理（闡明實驗的研究意義、實驗依據(jù)原理、測量電路等）1. RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程 RC在由R.C組成的電路中，暫態(tài)過程是電容的充放電的過程。其中信號源用方波信號。在上半個周期內(nèi)，方波電源（+E）對電容充電；在下半個周期內(nèi)，方波電壓為零，電容對地放電。充電過程中的回路方程為由初始條件t=0時，U=0，得解為 從在放電過程中的回路方程為 由初始條件t=0時，U=E，得解為 從上式可見，他們都是隨時間t按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減。式中的RC=.具有時間函數(shù)的量綱，稱為時間常量（或猶豫時間），是表示暫態(tài)過程中進(jìn)行的快慢的一個重要物理量。與時間常量有關(guān)的另一個實驗中較容易測定的特征值，稱為半衰期，即當(dāng)（或上升到終值）一半所需要的時間，它同樣反映了暫態(tài)過程的快慢程度，與的關(guān)系為2.用RC法測電容，分別用示波器測出電阻和電容兩端的電壓，串聯(lián)電路中電流相等，所以電壓之比等于電阻之比，容抗等于，所以：=，由此可算出示波器的電容。四、 實驗儀器 面包板，示波器，導(dǎo)線，電容，電阻。五、 實驗內(nèi)容及步驟半衰期法測電容；選取一個電阻和一個電容，將它們串聯(lián)并接在示波器上，另用兩根線接在電容兩側(cè)，在示波器上可看到電容兩端電壓隨時間變化的圖像，讀出半衰期，就能用公式算出電容的電壓值。RC法測電容：選取一個電阻和一個電容，將它們串聯(lián)并接在示波器上，另用兩根線接在電容兩側(cè)，天出適合的頻率，即可在峰值處讀出電容兩端的電壓，在把連在電容兩端的線接在電阻兩側(cè)，讀出電阻的電壓。改變頻率，同理測出6組數(shù)據(jù)。即可用公式算出電容。六、 數(shù)據(jù)記錄及處理（保留必要的數(shù)據(jù)計算的步驟、誤差計算及規(guī)范的結(jié)果表達(dá)式， ）半衰期法：標(biāo)準(zhǔn)電容C=0.1微伏，R=200歐。測得半衰期t= 15sC= 0.108F標(biāo)準(zhǔn)差= 0.816 誤差：（0.1080.1/0.1）100%=8%RC串聯(lián)法：利用公式=可算出CUr/vUc/vf/HzUc/UrC實/F12.64.220013/210.09822.842507/100.08932.843007/100.0944343503/40.09753.22.44004/30.106C平=0.097F=0.012 誤差：（0.1-0.097/0.1）100%=3%七、 實驗結(jié)果分析與小結(jié)（根據(jù)實驗結(jié)果，比較兩種測量方法的測量精度并與理論值比較，分析誤差來源）1. 由結(jié)果可發(fā)現(xiàn)用RC串聯(lián)電路所測得電容的誤差比半衰期測得的電容的小很多。2. 用半衰期發(fā)測量時，示波器上所顯示的波形的線條比較粗，讀取時間時會帶來較大誤