內阻,電容器的認識與檢測實驗報告電容內阻檢測實驗報告學會選擇正確的模數轉換器3、學會使用常規的開關集成塊1)電容可以和內阻通過555構成振蕩電路形成脈沖波,通過測出納秒的時間來測得電容的值T=kRC是可知的,依據測得的T值就可以得出電容的值2)電容也可以和電感構成諧振電路,通過輸入一個訊號,改變訊號的輸入頻度,使輸入訊號和LC電路諧振,按照公式W=1/LC就可以得到電容的值。二、多聯電位器阻值路間差測試儀的設內阻是一個間接測試量,他通過測得電流和電壓依據公式R=U/I得出內阻的值內阻檢測分為恒流測壓法和恒壓測流法兩種方式這兩種方式都要考慮到阻抗匹配的問題輸入一個恒流,通過集電極電路輸出電流值,按照集電極電路的虛斷原理得出待測內阻兩端的電流值,就可以得出待測內阻的電阻。用555組成的單穩電路測占空比用555構成多諧振蕩器形成觸發脈沖多諧振蕩器形成一個基頻任意的方波訊號作為單穩電路的輸入訊號。T1=0.7*(R1+R2)*CT2=0.7*R2*C當R2〉〉R1單穩電路是由低電平觸發,輸入的訊號的信噪比盡量要大觸發脈沖形成電路腳間的內阻和待測電容Cx構成了充放電回路,這個阻值可以用一個撥檔開關來選擇電容的測試擋位。
當待測電容為一大電容時,選擇一個小阻值;當電容較小時,選擇一個較大的阻值。使輸出的占空比不至于太大或則太小,用以提升檢測的精度和速率。不能取得太小,R*C*3T2,假如R*C取得太小,致使充放電時間太小,當來一個低電平時,電路迅速充電完畢,此時輸入訊號一直處于低電平狀態接地電阻的測量實驗報告,輸出電流為高電平,此時的占空比就與RC無關,得到的C值就不是所要測的電容值。仿真波形:依照公式Tw=1.1*R*C可以得出C=100uf多聯電位器阻值路間差測試儀設計方案軟件設計流程圖電容是電容器的參數之一,電容在交流電路中電壓與電壓間不僅大小發生變化,相位也發生了改變,而通過示波器可以很清楚地觀察到這種變化。示波諧振法檢測電容,就是用示波器觀察RLC串聯電路的諧振現象來確定電容的值,這對于解決生活及實驗中的實際問題,有著很重要的作用。2、觀察RC和RLC串聯電路的暫態過程,加深對電容充、放電規律特點的認識。3、學會用半衰期方式檢測RC暫態過程時間常數。4、觀察RLC串聯電路的諧振現象,用示波器確定諧振頻度。雙蹤數字示波器、多功能訊號源、電阻、電容三個(1.0,0.1,0.022微法)、電感、導線若干1、RLC串聯諧振將內阻R、自感L和電容C串聯后加上交變電流如圖所示RLC串聯電路兩端的阻抗與電流的園頻度有關,所加交流電流U(有效值)的角頻度為ω,則電路的復阻抗即該電路電壓滯后于總電流的位相差。
回路中的電壓I(有效值)里面三式中Z、?、I均為頻度f(或角頻度ω,ω?2?f)的函數,當電路中其他器件參數取確定值的情況下,它們的特點完全取決于頻度。圖2(a)、(b)、(c)分別為RLC串聯電路的阻抗、相位差、電流隨頻度的變化曲線。其中,(b)圖?f曲線稱為相頻特點曲線;(c)圖i?f曲線稱為幅頻特點曲線。圖2RLC串聯電路幅頻、相頻曲線當f?f0時,?0,電壓相位超前于電流,整個電路呈電容性;f?f0時,?0,電壓相位滯后于電流,整個電路呈電感性;f0?隨f偏離f0越遠,阻抗越大,而電壓越小。此時,?0,表明電路中電流I和電流U同位相,整個電路呈現純內阻性,這就是串聯諧振現象。此時電路總阻抗的模小,,電壓I?UZ則達到極大值。為此,只要調節f、L、C中的任意一個量,電路都能達到諧振。按照LC諧振回路的諧振頻度4?2f0L(10)用低頻訊號發生器作為交流電源,把串聯電路的總電流U加在示軸上,把電壓訊號(即UR,由于UR同相位)加在軸上,示波器將得到一個如下所示圖李薩茹圖形。改變訊號源頻度,當李薩如圖形由橢圓變為直線時,則電路處于諧振狀態。此時,訊號源頻度即等于f0。若用雙蹤示波器觀察,則把U及UR分別輸到示波器YA和YB,當兩波形能完全重合時,U與UR同相位,電路處于諧振狀態。
在調節訊號發生器的頻度的同時觀察李薩茹圖形的變化,當調至某一頻度時,當李薩如圖形由橢圓變為直線時,電路處于諧振狀態。(電流為最大,測得這個訊號的頻度)。(3)由諧振頻度估算所得電容的實驗值。實驗偏差剖析1、系統偏差(2)示波器的圖象有長度接地電阻的測量實驗報告,使結果有偏差(3)圖象晃動形成偏差2、偶然偏差(2)觀察時未使振幅達到最大就進行讀數(3)讀數偏差………..我們選擇了RLC電路的聯接方式,并用示波器檢測電容,這對提高我們的數學邏輯思維是大有裨益的。在檢測的過程中,雖然實驗數據較為繁雜,但我們還是耐心的完成了實驗,培養了我們在實驗中的耐心,這是做科學實驗探求的一個基本要求,得以最終以良好的狀態完成了實驗。實驗項目名稱示波器測電容1.研究當方波電源加于RC串聯電路時形成的暫態放電曲線及用示波器檢測電路半衰期的方式,加深對電容充放電規律特點的認識。2.進一步熟悉數字示波器的主要技術性能與使用并學會借助示波器測電容的容值。1.RC串聯電路暫態過程RCdUc?UC?E在由R.C組成的電路中,暫態過程是電容的充放電的過程。其中訊號源用方波訊號。在上半個周期內,方波電源(+E)對電容充電;在下半個周期內,方波電流為零,電容對地放電。
充電過程中的回路多項式為Uc、UR二式可見,Uc是隨時間t按指數函數規律下降,而電流UR隨時間t按指數函數規律衰減?Uc?0dt按指數函數規律衰減。式中的RC=?.具有時間函數的量綱,稱為時間常量(或遲疑時間),是表示暫態過程中進行的快慢的一個重要數學量。與時間常量?有關的另一個實驗中較容易測定的特點值,稱為半衰期2.用RC法測電容,分別用示波器測出內阻和電容兩端的電流,串聯電路中電流相等,所以電流之比等于內阻之比,容抗等于Ur12πfcr半衰期法測電容;選定一個內阻和一個電容,將它們串聯并接在示波器上,另用兩根線接在電容右側,在示波器上可看見電容兩端電流隨時間變化的圖象,讀出半衰期,還能用公式算出電容的電流值。RC法測電容:選定一個內阻和一個電容,將它們串聯并接在示波器上,另用兩根線接在電容一側,天出適宜的頻度,即可在峰值處讀出電容兩端的電流,在把連在電容兩端的線接在內阻一側,讀出內阻的電流。改變頻度,同理測出組數據。即可用公式算出電容。半衰期法:標準電容C=0.1微伏,R=200測得半衰期t=150.108μ0.693R標準差=0.816偏差:(0.108-0.1/0.1)100%=8%RC串聯法:借助公式=0.012偏差:(0.1-0.0實驗結果剖析與小結(按照實驗結果,比較兩種檢測方式的檢測精度并1.由結果可發覺用RC串聯電路所測得電容的偏差比半衰期測得的電容的小好多。2.用半衰期發檢測時,示波器上所顯示的波形的腰線比較粗,讀取時間時會帶來較大偏差。3.用RC法測電容時,用示波器檢測內阻和電容兩端的電流時可能波形還未抵達最大振幅就讀數了,導致偏差。