示波器揭秘电容器
南昌大学示波器测电容实验报告
南昌大学示波器测电容实验报告实验名称：示波器测电容实验实验目的：1、掌握示波器的使用方法，了解示波器的基本结构，熟练掌握示波器的各种调节方法。
2、学会测量电容的方法，掌握RC电路的基本原理。
3、基本了解电容特性曲线的绘制方法。
实验原理：在交流电路中，有时需要加入电容，以便实现一些特殊的电学性能。
电容是由两个带有介质的导体组成，介质可以使电容的容值改变，影响电容的性能。
例如，用在放大电路中，电容是用来截止低频，从而增加放大电路的通带宽度。
在学习电容器的后退过程中，可设最初充电Q0，经一段时间后，充电电量下降到某一水平Q（Q0>Q）。
以充电电流为正，充放电过程的电容电压会过渡从零到最终值，如下图所示。
这时我们可以用充电电流$I(t) = dq(t)/dt$来描述充电过程，由于充电电流呈指数下降趋势，所以可以通过对充电电流进行积分，求得充电电量Q(t)的曲线。
电容容值C取决于充放电过程的时间常数R × C，当R = 1 kΩ时，理论充电时间τ = R × C ≈ 1 ms，这就是该参数的一个典型值。
实验材料：1、电压稳定器2、示波器3、电容器4、定值电阻5、可调电阻6、万用表7、信号发生器实验装置：实验电路如下所示：实验步骤：1、将电容C和电阻R并联在信号发生器的输出端。
2、将示波器的X轴扫描范围设置为1ms/Div，Y轴扫描为2V/Div。
3、将发生器的正弦波频率调整至固定值1kHz，可选用下一码的降压点，使输出幅度在4V范围内。
4、将示波器的触发方式选用“自由运行”，同时触发电平设置为0V，调整信号发生器的幅度调整旋钮，控制充放电曲线振幅在荧光屏幕内，开始观察电容器充放电曲线。
5、在放电曲线过程中，可扣动示波器的X轴下降钥匙，使显示数据更加清晰。
6、在充电曲线过程中，观察电容充放电趋势，并记录此时的幅度值，进过计算得出电容C值，比较计算得出的电容值和电容器正面的电容值数据是否相符，可以误差10%以内。
示波器测电容的原理
示波器测电容的原理
示波器测量电容的原理是利用电容的充放电过程与电压的变化关系来进行测量。
在测量电容时，首先将示波器连接到电容上，并设置示波器为电压控制方式。
然后，在电容两端接入一个电压源，通过电压源给电容充电，记录充电过程中电压的变化。
在充电过程中，电容会不断积累电荷，且电容两端的电压会随时间的推移逐渐增加，呈指数增长的趋势。
通过示波器测量电容两端的电压变化，并记录下电压与时间的关系曲线。
根据电容充电过程中的特性，可以得到电容的充电曲线。
利用充电曲线，可以确定电容的电压变化速率，进而推导出电容的时间常数，即电容的充电时间。
电容的充电时间与电容值成反比，因此可以根据充电时间间隔来估计电容的大小。
需要注意的是，示波器测量电容的时候需要确保电容是放电状态，即将电容两端短接一段时间，使其电荷耗尽，然后再进行充电测量。
总之，示波器测量电容的原理是基于电容的充放电过程，通过测量电容两端电压的变化，推导出电容的时间常数，从而得到电容的大小。
用示波器测电容实验报告
用示波器测电容实验报告实验目的，通过示波器测量电容器的充放电过程，掌握电容器的充放电特性，加深对电容器的理解。
实验仪器，示波器、电容器、电阻、直流电源、导线等。
实验原理，电容器是一种存储电荷的元件，其电压和电荷量之间存在着一定的关系。
在直流电路中，电容器充电时，电压逐渐增加，电荷量也逐渐增加，直到电容器两端的电压等于电源电压；电容器放电时，电压逐渐减小，电荷量也逐渐减小，直到电容器两端的电压等于零。
利用示波器可以直观地观察到电容器的充放电过程，从而了解电容器的特性。
实验步骤：1. 将示波器、电容器、电阻、直流电源等连接好，组成充放电电路。
2. 调节示波器的时间基准和电压增益，使波形清晰可见。
3. 将示波器的探头连接到电容器两端，观察示波器屏幕上的波形变化。
4. 通过调节电源电压和电阻值，观察充放电过程中波形的变化。
实验结果与分析：通过示波器观察到的波形可以清晰地看出电容器的充放电过程。
在充电过程中，波形呈现出逐渐上升的趋势，直到达到稳定的电压值；在放电过程中，波形呈现出逐渐下降的趋势，直到电压降至零。
通过测量波形的周期和幅值，可以计算出电容器的充放电时间常数和电容值。
实验中发现，电容器的充放电过程与电源电压和电阻值有关。
当电源电压较大或电阻值较小时，充放电过程的时间常数较短，电容器充放电的速度较快；反之，时间常数较大，充放电的速度较慢。
结论：通过本次实验，我们成功地利用示波器观察了电容器的充放电过程，并且掌握了电容器的充放电特性。
实验结果表明，电容器的充放电过程受到电源电压和电阻值的影响，这为我们进一步深入研究电容器的特性提供了重要的参考。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入探讨电容器的特性及其在电路中的应用，为我们的科研和工程实践提供更加坚实的理论基础和实践经验。
通过不断地实验和学习，我们相信能够更好地掌握电子技术知识，为科学研究和技术创新贡献自己的力量。
示波器测电容实验报告
示波器测电容实验报告实验目的：通过示波器测量电容的电压与时间的关系，探究电容器的基本特性。
实验器材：1. 示波器2. 电容器3. 直流电源4. 电阻5. 信号发生器6. 电路连接线7. 多用表实验原理：电容器是一种能够存储电荷的被动元件。
当电容器中两个触电极上的电压发生变化时，电容器内会进行电荷的存储和释放，其电压与时间的关系可以通过示波器进行测量。
实验步骤：1. 将电容器、电阻和信号发生器连接成一个RC串联电路。
电阻用来限流，使电路中的电流保持稳定。
2. 将示波器的探头分别连接到电容器两极，确保正确测量电容器的电压。
3. 使用直流电源为电容器充电，保持电压稳定后断开直流电源，并打开示波器开始测量。
4. 根据示波器的显示，记录电压随时间的变化曲线。
实验结果：表格1：电容器电压与时间的变化关系| 时间 (ms) | 电压 (V) ||----------|----------|| 0 | 0 || 1 | 0.5 || 2 | 1.0 || 3 | 1.3 || 4 | 1.6 || 5 | 1.8 |图表1：电容器电压与时间的变化曲线[插入示波器曲线图]实验讨论：通过示波器测量，我们发现随着时间的推移，电容器的电压逐渐上升，直到趋于稳定。
这是因为当电容器充电时，电荷会积聚在电容器的正极板上，导致电压的上升。
而在电容器充电过程中，电荷的积聚速率会随着时间的增加而减小，因此最终电容器的电压会趋于稳定。
实验结论：通过示波器测量实验，我们观察到了电容器电压与时间的变化关系。
电容器在充电过程中，其电压会逐渐上升并趋于稳定。
这一实验结果验证了电容器的基本特性，即能够存储电荷并随时间变化。
示波器测电容实验报告
示波器测电容实验报告实验目的：通过示波器测量电容的大小和相关参数，并掌握示波器测量电容的方法和技巧。
实验器材：示波器、电容器、导线等。
实验原理：电容是指两个金属板之间隔有绝缘介质而形成的器件。
电容不仅可以存储电荷，还可以滤波、延迟信号等。
电容的大小可以用电容的电容值表示。
电容的电容值是指，当电容的两个金属板上的电荷为1C时，两个金属板之间的电压差。
示波器是测量电信号的重要仪器。
示波器可以通过测量电容的电压和电流来计算电容的电容值。
利用示波器测量电容可以通过两种方法来实现：一是通过直流电压的充电和放电曲线来确定电容值，二是利用正弦交流信号测量电容的阻抗，得到电容的电容值。
实验步骤：1. 准备电容器，将电容器的两个引脚分别与一个导线连接，导线的另一端分别接入示波器的两个通道。
2. 打开示波器，设置DC通道的电压范围和增益，使得电压信号可以正常显示在示波器屏幕上。
3. 连接测试电源，给电容器充电，然后关闭电源。
观察示波器屏幕上电压的变化，找出电容器的充电曲线。
4. 利用充电曲线计算出电容的电容值。
首先确定电容器经过100%充电需要的时间，然后计算电容器电压在充电过程中的变化，根据公式Q=C×U，可以计算出电容值C。
5. 利用交流信号测量电容的阻抗。
连接交流信号源，设定信号的频率和幅度。
将电容器的两个引脚分别连接到示波器的两个通道上，设置示波器的AC通道。
通过对比两个通道的阻抗大小差异，可以计算出电容值。
实验结果：1. 通过充电曲线测量得到电容值为30uF。
讨论与结论：本次实验通过两种不同的示波器测量方法，得到的电容值略有不同。
这是由于实验中使用的电容器有一定的误差，以及示波器的误差、测量精度等多种因素导致的。
不过，两种测量方法都可以获得较为接近真实值的电容值，具有一定的可靠性和实用性。
通过本次实验，我们不仅了解了电容器的相关知识和性质，还掌握了利用示波器测量电容的方法和技巧。
这对于我们今后的电子学习和实践，有着重要的指导意义。
用示波器测电容实验报告
一、实验目的1. 理解电容的充放电原理。
2. 掌握使用示波器测量电容的原理和方法。
3. 学会根据电容充放电曲线计算电容的容量。
二、实验原理电容是一种储存电荷的电子元件，其容量大小由电容器的物理结构和介质材料决定。
电容的充放电过程可以用RC电路来描述，其中R为电阻，C为电容。
当电容充电时，电压逐渐增加，电流逐渐减小；当电容放电时，电压逐渐减小，电流逐渐增加。
在电容充放电过程中，电流和电压的变化可以用示波器进行观察。
本实验通过测量电容充放电过程中电流和电压的变化，利用RC时间常数公式计算出电容的容量。
三、实验仪器与设备1. 示波器1台2. 函数信号发生器1台3. 电阻1个（1kΩ）4. 电容1个（待测）5. 信号线若干6. 电源1个（12V）四、实验步骤1. 按照电路图连接电路，确保电路连接正确。
2. 将函数信号发生器设置为方波输出，频率为1kHz，幅度为1V。
3. 将电阻与待测电容串联，连接到示波器的Y轴输入。
4. 打开电源，启动示波器，观察电容充放电过程中的电压变化。
5. 记录电容充放电过程中电压变化的时间（t）。
6. 根据RC时间常数公式（t = 0.693 × R × C）计算电容的容量。
五、实验结果与分析1. 实验数据：电容容量：C = 2200μF电阻：R = 1kΩ电压变化时间：t = 1.4ms2. 计算结果：根据RC时间常数公式，计算电容容量：C = t / (0.693 × R)C = 1.4ms / (0.693 × 1kΩ)C ≈ 2.02μF实验测量得到的电容容量为2.02μF，与理论值2200μF存在一定的误差。
误差可能来源于以下因素：（1）实验过程中，电路连接可能存在接触不良的情况；（2）示波器的测量精度有限；（3）实验过程中，可能存在人为操作误差。
六、实验结论通过本实验，我们掌握了使用示波器测量电容的原理和方法。
实验结果表明，电容容量测量具有一定的误差，但通过提高实验操作规范性和仪器精度，可以减小误差，提高测量准确性。
用示波器测电容设计性实验资料
用示波器测电容设计性实验资料电容是电路中常见的元件，测量电容的方法也很多，其中最简单的方法是使用示波器。
本实验将会介绍如何通过测量示波器输出的波形来计算电容的值。
实验器材：1. 示波器2. 电容3. 电阻4. 信号发生器5. 万用表实验原理：在交流电路中，电容器的电容值可以根据可以通过测量电容充电或者放电过程中的电压和时间关系来计算得出。
而示波器可以将电压随时间变化的波形直观的显示出来，这为测量电容器电容大小提供了便利。
示波器测电容的步骤是，先将一个已知电容和一个已知电阻串联，在输入一个方波信号后，通过示波器来测量电容充电或放电过程中的电压时差，根据显示的波形来计算出电容大小。
实验步骤：1. 将一个1000ω 的电阻和待测试电容串联接入电路。
2. 将信号发生器的正负端子分别连接到电路中的两端（即电容器的极板上）。
3. 将示波器的探头分别连接到电容器的极板上。
注意探头的连接方向。
4. 打开信号发生器和示波器，调整信号发生器发出1000Hz的方波信号，调整示波器，使得显示的波形清晰稳定。
5. 在示波器上测量电容器充电时的电压波形和放电时的电压波形，并记录下两者之间的时间差。
6. 计算电容器的电容值，公式为：C= t/(R*ln2)7. 更换其他电容器，重复以上步骤，验算测量结果。
实验注意事项：1. 选择合适的电容值和电阻值。
2. 示波器的探头必须正确插入电路中，注意插头的极性。
3. 信号发生器和示波器的参数需要调整到合适的范围。
4. 记录测量结果的同时也要注意记录实验过程的详细记录和可能存在的误差。
实验结果分析：通过实验的结果，我们可以发现，通过计算测量出的时间差以及已知的电阻大小，我们可以排除电阻的影响，计算出电容的值。
同时，我们还可以比较同一电容器不同频率时的测量值的差异，分析其可能的原因。
在实验过程中，我们还可以控制电容和电阻的值，使得测量结果更加精确。
总结：本实验通过测量示波器输出的波形来计算电容的值，为学生了解电容元件的基础知识和电路分析提供了一个直观的方式。
测量电容器的电容
测量电容器的电容电容器是电子电路中常见的元件之一，它用于储存和释放电能。
在实际应用中，准确地测量电容器的电容是非常重要的，因为电容器的电容值直接影响着电路的性能和稳定性。
本文将介绍几种常见的方法来测量电容器的电容。
一、使用数字电表测量电容当我们需要测量电容较小的电容器时，可以使用数字电表进行测量。
数字电表通常具有电容测量功能，操作简单方便。
步骤如下：1. 将电容器与数字电表连接，注意连接的极性。
2. 设置数字电表的电容测量档位。
3. 将电容器充电，然后断开充电电源。
4. 记录数字电表显示的电容值。
二、使用示波器测量电容示波器也可以用来测量电容器的电容。
示波器能够显示电容器充电和放电的过程，从而计算得出电容值。
步骤如下：1. 将电容器与示波器连接。
一端连接示波器的信号输入端，另一端连接示波器的地端。
2. 设置示波器的时间基准，使波形显示适当的时间范围。
3. 施加一个直流电压或脉冲信号到电容器上。
4. 观察示波器上的电压波形，记录充电和放电的时间间隔。
5. 根据充电和放电的时间间隔计算电容值。
三、使用LC振荡电路测量电容LC振荡电路也可以用来测量电容器的电容。
LC振荡电路是由电感和电容构成的，并通过测量振荡频率推导出电容值。
步骤如下：1. 将电容器与LC振荡电路连接。
电容器连接在电感的并联分支上。
2. 施加一个脉冲信号或者调节电源使LC振荡电路开始振荡。
3. 测量LC振荡电路的振荡频率。
4. 根据振荡频率计算电容值。
四、使用RC恒流放电法测量电容RC恒流放电法也是测量电容器电容的一种方法。
通过测量电容器放电的时间来计算电容值。
步骤如下：1. 将电容器与电阻串联连接。
2. 施加一个电压或电流信号到电容器上。
3. 记录电容器放电的时间。
4. 根据放电时间和电阻值计算电容值。
总结：以上介绍了几种常见的测量电容器电容的方法，包括使用数字电表、示波器、LC振荡电路和RC恒流放电法。
选择合适的方法取决于电容器的大小、测量精度和实际应用需求。
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(1)U
W
1 2
mv02
mv02
q e 2e
(2)d
U
mv
2 0
E 2eE
11．电子垂直场强方向进入匀强电场，初速为 v0，如图8所示，电子离开电场时偏离原来方向 h=4cm距离． (1)若使两极板间电压变为原来的2倍，则电子 离开电场时偏离原来方向的距离为__8_c_m___． (2)若电子的初速度是原来的两倍, 其它条件不 变,则电子离开电场时偏离原来方向的距离为 __1_c_m___
则它们离开电场时偏离原方向的距离之比
为_____________
y
1 2
at 2
qUl 2 2dmv02
qUl2 q 4dEk
m,q
V0
y 答案：y1：y2=1：2
10．电子电量为e，质量为m，以速度v0沿 着电场线射入场强为E的匀强电场中，如
图7所示，电子从A点入射到达B点速度为
零，则AB两点的电势差为______；AB间的
C与Q及U 无关
讨论与交流P25页
单位 法 常用的还有两个较小的单位：微法
(μF)和皮法(PF) 它们间的换算关系为：1法(F)=106微法
(μF)=1012皮法(PF)
决定电容的因素
静电计
观察与思考 定量的实验表明:
平行板电容器的电容与两极 板的正对面积成正比,与两极 板间的距离成反比,并跟板间 插入的电介质有关. 电容器的额定电压和击穿电压
______
y
1 2
at 2
qUl2 2dmv02
q m
m,q
V0
y 答案：v1：v2=1：2
6.质子（电量为+e，质量为m），和α粒
子（电量为+2e，质量为4m），都只受电
场力，以相同初速度沿垂直于电场线的方
向，飞入同一匀强电场，然后离开电场，
则它们离开电场时偏离原方向的距离之比
为_____________
②平行板电容器充电后，与电源断开，改变d、 或 S、 或，则C、 U 、 Q 、E如何变化？
控制变量法
4.两个电荷的电量之比q1：q2=1：2，质量 之比m1：m2=2：1，都只受电场力，以相同 速度V0沿垂直于电场线的方向，飞入偏转 板间的匀强电场，然后离开电场，则它们
离开电场时偏离入射方向的距离之比为
U
课件 动画
课件动画
第七节：了解电容器
识别电容器 电解电容器
固定电容器
可变电容器
一、电容器 容纳电荷的容器
1、基本结构： 由两块彼此绝缘、相互靠近的 导体构成.
2、带电特点：
两极板电荷等量异号，分布在两 板相对的内测。
3、电容器的电量：一个极板带电量的绝对值。
4、板间电场：
板间形成匀强电场(不考虑边缘 效应)，场强大小E=U/d ，方向 始终垂直板面
开电场的速度方向与原入射方向的夹角的正切
值为________。
tan
vy v0
at v0
qUl dmv02
m,q
V0
答案：tanθ=1/2
θ=450
8.质子（电量为+e，质量为m），和α粒
子（电量为+2e，质量为4m），都只受电
场力，以相同初动能沿垂直于电场线的方
向，飞入同一匀强电场，然后离开电场，
可变电容器
拓展：电容器的连接方式
• 1、电容器始终 与电源相连
• 2、电容器充电 后与电源断开
+Q
E
U
-Q
+Q
E
U
-Q
电压U不变
电量Q不变
在上述两种情况下，如果增大了极板之间的距离d， 则它们的电容、电压、电场强度、电量如何变化？
• 1、电容器始终与电源相连
+Q
E
U
电压U不变
-Q
d
C
Q
E
• 2.电容器充电后与电源断开
y
1 2
at 2
qUl2 2dmv02
U
y
1 2
at 2
qUl2 2dmv02
1 v02
m,q
V0
y
带
电
粒 m,q 初
子
速 为 0
的的 匀
偏加 速
转直 线
复运 动
习
沿初速方向做匀速直线运动
V0
y
V0
θ
L
Vy V
a F qE qU m m dm
y
1 2
at 2
qUl2 2dmv02
t L v0
tan
vy v0
at v0
qUl dmv02
带
电 m,q 粒
V0
y
θ
子 L 1.y q (其它量相同) 4、6题
比值法定义物理量小结:
物理量 定义式
意义
决定因素
密度ρ 电场强度
E 电势差U
电容
m
V
E F q
U W q
CQ U
单位体积的…反 映物质的…
单位电荷受到 的…反映电场 的强弱
移动单位电场力 做的…反映电场 能的性质…
单位电压下的电 量…反映电容器 容纳电荷的本领.
ρ与m及V 无关 E与F及q 无关
U与W及q 无关
带电粒子在电场中的加速复习
由动能定理qU=mv2/2
V0=0 U
A
B
V 2qu
m,q
m
若初速不为0,由动能定理qU=mv2/2-mv02/2
3.两个电荷的电量之比q1：q2=1：4，质量之比m1： m2=2：1，都只受电场力，在电场中某点A都由静止 释放，运动到B点，求运动到B点的速度大小之比。
答案：v1：v2=1：2 2
y
1 2
at 2
qUl2 2dmv02
q m
m,q
V0
y 答案：v1：v2=2：1
7.质子（电量为+m），都只受电场力，以相同
初速度沿垂直于电场线的方向，飞入同一匀强
电场，然后离开电场，发现质子离开电场的速
度方向与原入射方向的夹角为450，则α粒子离
电容器的充放电过程
观察与思考
(1)充电：使电容器 的两个极板带等量 异种电荷的过程
充电
(2)放电：使电容器 的两个极板电荷中 和的过程
电场能 放电
电容器的电容 电容器容纳电荷的能力用什么物理量来描述呢?
C与电容器极 板的电压U、 极板上的带电 量Q有关吗？
C=(Q+ Q)/(U+ U)= Q/ U
的偏 y
1 2
at 2
qUl2 2dmv02
m 2.y U (其它量相同)
3.y与v02成反比(其它量相同 )11题
转 4.如果初动能相同 , y与什么有关 ?
复
8题
习 tan
vy v0
at v0
qUl dmv02
7题
示波器探秘
观察与思考
课件动画
课件动画
y
1 2
at 2
ql 2 2dmv02
+Q
E
U
电量Q不变
-Q
d
C
U
E不变
【题1】如图所示，水平放置的平行板电容器与 电源相连，一带电液滴在电场中正好平衡，则
• A、增大极板距离，则液滴向下加速运动 • B、增大极板间距离，则液滴仍然平衡 • C、打开电键S后，增大d，液滴仍然平衡 • D、打开电键S后，增大d，液滴向下加速运动
S
mg d
【题2】如图所示，平行板电容器C和电阻组 成电路，当增大电容器极板间的距离时，
• A、在回路中有从a经R流向b的电流 • B、在回路中有从b经R到a的电流 • C、回路中没有电流 • D、回路中的电流无法确定方向
ab
R
U
电容式传感器
讨论d、C、 U 、 Q 、E之间的变化关系： ①平行板电容器充电后，一直与电源相接，改 变d、或 S、 或，则C、 U 、 Q 、E如何变化？