示波器测电容实验报告

1、示波器测电容设计性实验实验工程名称示波器测电容实验目的1研究当方波电源加于 RC串联电路时产生的暂态放电 曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充放电 规律特性的认识。2.进一步熟悉数字示波器的主要技术性能 与使用并学会利用示波器测电容的容值。三、实验原理说明实验的研究意义、实验依据原理、测量电路等 1.RC串联电路暂态过程RC Uc e在由R.C组成的电路中，暂态过程是dt电容的充放电的过程。其中信号源用方波信号。在上半个周 期内，方波电源+E对电容充电；在下半个周期内，方波 电压为零，电容对地放电。充电过程中的回路方程为由初始条件t=0时，Uc=0，得解为tUc E(1 e无)tU

2、r iR Ee RC从Uc、Ur二式可见，Uc是随时间t按指数函数规律增长，而电压Ur随时间t按指数函数规律衰减在放电过程中的回路方程为RCdU± U c 0 dt由初始条件t=0时，Uc=E,得解为tu c Ee 无tUr iR -Ee 无从上式可见，他们都是随时间 t按指数函数规律衰减。式中 的RC=.具有时间函数的量纲，称为时间常量或犹豫时间 是表示暂态过程中进行的快慢的一个重要物理量。与时间常 量 有关的另一个实验中较容易测定的特征值，称为半衰期 T、，即当Uc(t)下降到初值或上升到终值一半所需要的时间， 它同样反映了暂态过程的快慢程度，与的关系为T ln2 0.693，分

3、别用示波器测出电阻和电容两端的电压，串联电路中电 流相等，所以电压之比等于电阻之比，容抗等于丄，所以:wc些二丄，由此可算出示波器的电容。Ur 2冗 fcr四、实验仪器面包板，示波器，导线，电容，电阻五、实验内容及步骤 半衰期法测电容；选取一个电阻和一个电容，将它们串联并 接在示波器上，另用两根线接在电容两侧，在示波器上可看 到电容两端电压随时间变化的图像，读出半衰期，就能用公 式算出电容的电压值。RC法测电容：选取一个电阻和一个电容，将它们串联并接在示波器上，另用两根线接在电容两侧，天出适合的频率，即 可在峰值处读出电容两端的电压，在把连在电容两端的线接 在电阻两侧，读出电阻的电压。改变频率

4、，同理测出6组数据。即可用公式算出电容。六、数据记录及处理保存必要的数据计算的步骤、误差计算及标准的结果表达式N (N u) ur = 100%N半衰期法：标准电容C=0.1微伏，R=200欧测得半衰期t= 15卩sC=t0.693Rrc串联法：利用公式uc=2nf_可算出C=0.012误差：x 100%=3%Ur/vUc/vf/HzUc/UrC实/卩F120013/21242507/10343007/104343503/454004/3七、实验结果分析与小结 根据实验结果，比拟两种测量方法的测量精度并 与理论值比拟，分析误差来源1由结果可发现用 RC串联电路所测得电容的误差比半衰期测得的电容的小很多。2用半衰期发测量时，示波器上所显示的波形的线条比拟粗，读取时间时会带来较大误 差。3用RC法测电容时，用示波器测量电阻和电容两端的电压时可能波形还未到达最大振 幅就读数了，引起误差八、附上原始数据畑.畑.丁/加厶/xAs.1|00/S2/0iID九。|歼