用示波器测电容设计实验
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。
大物实验报告-示波器测电容
大物实验报告-示波器测电容
实验目的：使用示波器测量电容的值。
实验原理：电容是存储电荷的器件，测量电容的方法有很多种。
本实验介绍一种简便的利用示波器测量电容值的方法。
实验步骤：
1. 准备实验器材，包括一个示波器、一个电容、两个导线和一个信号发生器。
2. 通过导线将信号发生器输出的正弦波和一个端子连接在一起。
3. 取出一个电容并用两个导线连接在一起。
4. 然后将电容一个端口的导线连接到发生器输出端，另一个端口的导线连接到示波器的通道一。
5. 打开示波器，调整控制面板上的一些参数，以便更好地显示电容的效果。
6. 这时可以看到在示波器屏幕上出现一条正弦波，根据波形的变化，可以得知电容的相关参数。
7. 根据波形的峰-谷距离和信号发生器产生的正弦波的频率来计算电容的值。
实验结果：在实验中使用示波器测量了一个电容的值，并获得了如下图所示的波形：
实验总结：通过本实验，我们学习了如何使用示波器测量电容的值，这是一种简单、快捷的方法。
同时，我们还学会了如何通过正弦波的峰-谷距离和频率计算出电容的值。
在以后的学习和实践中，这些技能将为我们提供强大的帮助。
示波器测电容实验报告
示波器测电容设计性实验一、 实验项目名称 示波器测电容 二、 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〔阐明实验的研究意义、实验依据原理、测量电路等〕1.RC 串联电路暂态过程RC E U U C =+dtd c 在由R.C 组成的电路中，暂态过程是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，U c =0，得解为RCt R RCC EeiR U E U -==-=)e1(t -从按指数函数规律衰减随时间而电压按指数函数规律增长，是随时间二式可见，、t t c c R R U U U U 在放电过程中的回路方程为0dtd c=+c U U RC由初始条件t=0时，U c =E ，得解为RCt R RCC EeiR U E U -===-et -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=τ.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τ有关的另一个实验中较容易测定的特征值，称为半衰期21T ，即当下降到初值)t (C U 〔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τ的关系为ττ693.02ln 21==T，分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wc1，所以：r cU U =fcr21π，由此可算出示波器的电容。
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。
示波器测电容
双踪踪数字示波器、多功能信号源、电阻、电容、导线若干。
四、实验内容和步骤：
1.取C=0.1 的电容和 R=200Ω的电阻组成串联电路，测量并描绘当时间常量小于或大于方波的半周期时的电容，以及电阻串联的电路，记录数据。
3.注意事项：
（1）所选的时基越小越好，越小则误差越大；
（2）测得的电容其误差的平均值不能大于10%。
五、实验数据处理：
六、误差分析：
1.读示波器上波的格数时，人眼有视觉误差；
2.选用的时基不同则所读的格数也会不同；
3.器材可能有偏差从而造成结果的误差。
七、实验结论及其他：
1.实验结论：通过RC法可测得电容，但仍因一些而存在一些误差。
2.心得体会：通过这个实验锻炼了我的自主设计性能力，思考能力，能够更多方面思考问题。
八、附上原始数据：
3、学会用半衰期方法测量RC暂态过程时间常量。
4、观察RLC串联电路的谐振现象，用示波器确定谐振频率。
二、实验原理：
1. RC串联电路暂态过程
在由R、C组成的电路中，暂态过程是电容的充放电的过程.图41为RC串联电路.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
南昌大学物理实验报告
实验名称：示波器测电容
学生所在学院：信息工程学院
专业班级：电子152班
姓名：学号：
实验地点：基础试验大楼211教室
座位号：21
实验时间：第十一周下午三点四十五开始
一、实验目的：
1、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。
2、观察RC和RLC串联电路的暂态过程，加深对电容充、放电规律特性的认识。
电容参数测试实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解电容器的参数及其测试方法；2. 掌握使用示波器、万用表等仪器进行电容器参数测试的操作技巧；3. 熟悉电容器参数对电路性能的影响。
二、实验原理电容器是一种储存电荷的电子元件，其参数主要包括电容量、耐压值、损耗角正切等。
电容量是指电容器储存电荷的能力，单位为法拉（F）；耐压值是指电容器能够承受的最大电压，单位为伏特（V）；损耗角正切是衡量电容器损耗性能的参数，其值越小，电容器性能越好。
电容器参数测试实验主要通过测量电容量、耐压值和损耗角正切等参数，来评估电容器的性能。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：（1）示波器：用于观察电容器充放电波形；（2）万用表：用于测量电容器的电容量、耐压值和损耗角正切；（3）信号发生器：用于提供测试信号；（4）电容器：待测试的电容元件。
2. 实验材料：（1）测试电路板；（2）连接线；（3）电源。
四、实验步骤1. 连接电路：按照实验电路图连接测试电路，包括信号发生器、电容器、示波器、万用表等。
2. 测量电容量：（1）打开电源，调节信号发生器输出频率为1kHz，输出电压为5V；（2）使用万用表测量电容器的电容量，记录数据。
3. 测量耐压值：（1）使用万用表测量电容器的耐压值，记录数据；（2）将电容器接入测试电路，逐渐增加电压，观察电容器是否击穿，记录击穿电压。
4. 测量损耗角正切：（1）打开示波器，将示波器探头连接到电容器的两端；（2）使用信号发生器输出正弦波信号，调节频率为1kHz，输出电压为5V；（3）观察示波器显示的波形，记录电容器的充放电波形；（4）使用万用表测量电容器的损耗角正切，记录数据。
5. 数据处理与分析：（1）根据测量数据，计算电容器的电容量、耐压值和损耗角正切；（2）分析电容器的性能，比较不同电容器的参数差异。
五、实验结果与分析1. 电容量：根据实验数据，电容器A的电容量为10μF，电容器B的电容量为15μF。
2. 耐压值：电容器A的耐压值为50V，电容器B的耐压值为60V。
电容器的测量实验报告
电容器的测量实验报告
《电容器的测量实验报告》
在本次实验中，我们将对电容器进行测量，以了解其电容量和其他相关参数。
电容器是一种能够储存电荷的装置，它可以在电路中起到储能和滤波的作用。
因此，了解电容器的性能参数对于电路设计和应用至关重要。
首先，我们使用万用表测量了电容器的电容量。
通过将电容器连接到万用表的电容测量模式下，我们可以准确地测量出电容器的电容量。
在测量过程中，我们发现不同型号和规格的电容器具有不同的电容量，这与我们的预期相符。
接下来，我们使用示波器对电容器进行了一系列的实验。
通过将电容器连接到示波器的输入端，我们观察到了电容器在充放电过程中的波形变化。
通过测量充放电时间和电压变化，我们可以计算出电容器的等效串联电阻和等效并联电阻，这对于电容器在电路中的实际应用具有重要意义。
最后，我们还对电容器的频率特性进行了实验。
通过改变输入信号的频率，我们观察到了电容器在不同频率下的阻抗变化。
这些实验结果对于电容器在滤波电路和频率响应电路中的应用提供了重要的参考。
通过本次实验，我们深入了解了电容器的性能参数和特性，为电路设计和应用提供了重要的参考和指导。
我们相信这些实验结果将对我们今后的学习和研究工作产生积极的影响。
测量电容的实验报告
测量电容的实验报告测量电容的实验报告引言电容是电路中常见的基本元件之一，它具有储存电荷的能力。
在电子学和电路设计中，准确测量电容是非常重要的。
本实验旨在通过实际操作，探究测量电容的方法和技巧。
实验装置和方法本实验所需的装置包括电容器、电源、电阻、导线、万用表、示波器等。
首先，将电容器与电源和电阻相连，形成一个简单的电路。
然后，通过改变电容器的电压和电流，利用万用表和示波器等仪器，测量电容器的电容值。
实验步骤和数据记录1. 首先，将电容器与电源和电阻相连，保证电路的正常工作。
2. 调节电源的电压，记录电容器两端的电压值。
3. 测量电容器两端的电流值，并记录下来。
4. 根据所测得的电压和电流值，计算电容器的电容值。
实验结果和分析通过实验测量得到的电压和电流值，可以计算出电容器的电容值。
在实验过程中，我们可以发现以下几个问题和现象：1. 电容器的电容值与电压成正比。
当电压增加时，电容器的电容值也会相应增加。
这是因为电容器的电容值取决于两个极板之间的电场强度，而电场强度与电压成正比。
2. 电容器的电容值与电流成反比。
当电流增加时，电容器的电容值会减小。
这是因为电流通过电容器时，会导致电容器两极板之间的电荷重新分布，从而降低电容值。
3. 电容器的电容值与电容器本身的特性有关。
不同材料和结构的电容器，其电容值会有所不同。
因此，在实验中，我们需要注意选择合适的电容器进行测量。
实验误差和改进在实验过程中，由于仪器的精度、电路的稳定性和人为因素等原因，可能会导致实验结果存在一定的误差。
为了减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的仪器和设备。
选择高精度的万用表和示波器，可以提高测量的准确性。
2. 提高电路的稳定性。
保证电路连接良好，避免接触不良或接线错误等问题。
3. 多次重复测量。
通过多次测量并取平均值，可以减小测量误差。
结论通过本实验的操作和测量，我们掌握了测量电容的方法和技巧。
电容器的电容值与电压成正比，与电流成反比。
电容测量实验报告
电容测量实验报告电容测量实验报告引言：电容是电路中常见的一种基本元件，它在电子设备中起着至关重要的作用。
因此，准确测量电容值对于电路设计和故障排查具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同电容的方法和技术，探讨电容的测量原理和实验方法。
一、实验目的：1. 了解电容的基本概念和特性；2. 掌握常见电容测量方法的原理和技术；3. 通过实验验证电容测量方法的准确性和可行性。
二、实验器材：1. 电容箱：用于提供不同电容值的电容器；2. 信号发生器：用于提供测量电容所需的交流信号；3. 示波器：用于观察和测量电容充放电过程的波形；4. 万用表：用于测量电容的电压和电流。
三、实验步骤：1. 连接电路：将电容箱、信号发生器和示波器按照实验电路图连接好；2. 设置信号发生器：将信号发生器的频率和振幅调整到适当的范围；3. 测量电容充电时间：通过示波器观察电容充电过程的波形，并测量电容充电时间；4. 计算电容值：根据测得的充电时间和信号发生器的频率，使用公式计算出电容值；5. 测量电容电压：将示波器连接到电容器的两端，测量电容的电压；6. 测量电容电流：将万用表连接到电容器的两端，测量电容的电流；7. 计算电容值：根据测得的电压和电流，使用公式计算出电容值。
四、实验结果与分析：通过实验测量得到的电容值与电容箱标称值进行比较，发现两者存在一定的误差。
这是由于实际电容器的制造工艺和环境因素的影响所导致的。
此外，测量电容值的精度还受到仪器的精度和测量方法的限制。
在实验中，我们还发现电容的充放电过程是一个指数增长或衰减的过程。
通过观察示波器上的波形，我们可以判断电容的充放电时间和电容的大小。
这为我们设计和调试电路提供了重要的参考依据。
五、实验总结：本实验通过测量不同电容的方法和技术，探讨了电容的测量原理和实验方法。
通过实验，我们了解了电容的基本概念和特性，并掌握了常见的电容测量方法。
同时，我们也发现了电容测量中存在的误差和限制。
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用示波器测电容的设计与实现
摘要：电容在交流电路中电压与电流间除了大小发生变化，相位也发生了改变。
而通过示波器可以很清楚地观察到这些变化，利用示波器及电容的交流特性，可测定给定电容的大小。
本实验研究了用示波器测电容器电容的方法:测RLC谐振频率。
用这方法测定了未知电容，并就实验原理、实验操作、实验误差进行了分析。
关键词：电容电压峰—峰值相位差谐振频率
一、引言
电容是电容器的参数之一，对于解决生活及实验中的实际问题，有着很重要的作用，不同电容的电容器因所需不同而被应用在不同的地方，在实验室中测电容器的电容，已成为大学物理实验中很重要的一个环节。
在此实验中，我们用示波器测量电容的容量，该方法操作简单，且能加深我们对电容和电容性质的理解，巩固我们所学过的知识。
二、实验任务
根据实验室提供的仪器，利用示波器测量给定电容的大小。
三、实验仪器
信号发生器，双踪示波器，万用电表，面包板，电阻，电感，电容，导线。
四、实验原理
测RLC谐振频率
通过逐点改变加在(直接或者间接)RLC 谐振回路上信号频率来找到最大输出时的频率点，并把这一频率点定义为RLC 谐振频率。
RLC串联电路如图1所示。
图1 RLC 串联电路
所加交流电压U （有效值）的角频率为ω。
则电路的复阻抗为：
)
C 1L (ωωj R Z -
+= （1）
复阻抗的模:
2
2)
C 1L (R ωωZ -
+=
(2)
复阻抗的幅角:
R C
1L arctan
ωω-
=ϕ
(3)
即该电路电流滞后于总电压的位相差。
回路中的电流I （有效值）为：
2
2)
C 1L (R ωωU I -
+=
(6)
上面三式中Z 、ϕ、I 均为频率f (或角频率ω，f ωπ2= )的函数，当电路中其他元件参数取确定值的情况下，它们的特性完全取决于频率。
图2（a ）、（b ）、（c ）分别为RLC 串联电路的阻抗、相位差、电流随频率的变化曲线。
其中，（b ）图f ϕ-曲线称为相频特性曲线；（c ）图i f -曲线称为幅频特性曲线。
图2 RLC 串联电路幅频、相频曲线
由曲线图可以看出，存在一个特殊的频率
f ，特点为：
（1） 当0f f <时，0ϕ<，电流相位超前于电压，整个电路呈电容性； （2） 当
f f >时，0ϕ>，电流相位滞后于电压，整个电路呈电感性；
（3） 当0C 1L =-ωω时，即
0LC ω=或02f LC π=
（4） 随f 偏离0f
越远, 阻抗越大, 而电流越小.
此时，0=ϕ，表明电路中电流I 和电压U 同位相，整个电路呈现纯电阻性，这就是串联谐振现象。
此时电路总阻抗的模
Z R
=为最小，，电流
I U Z
=则达到极大值。
易知，
只要调节f 、L 、C 中的任意一个量，电路都能达到谐振。
根据LC 谐振回路的谐振频率
LC f π21
=
或LC T π2= (9)
可求得C ：
L f C 2
0241
π=
(10)
五、实验内容（或步骤） 实验步骤
(1)电路连接如图1，其中010,17.85, 2.5,200L mH C pF U V R ====Ω.
(2) 在调节信号发生器的频率的同时观察电容两端电压的变化，当调至某一频率时，电压为最大，测得这个最大值及信号的周期（或频率）。
(3)由这个最大值的周期（或频率）计算所得电容的容抗。
六、数据处理和分析
010,17.85, 2.5,200L mH C pF U V R ====Ω
测RLC 谐振频率 R= 200
Ω
f （KHz ） 1 2 3 4 5 6 7
8
9
10.73 11.5 R 上电压U （V ） 0.2 0.4 0.6 0.82 0.92 1.1 1.35 1.675 2.08 2.8 3.075 R= 200
Ω
f （KHz ） 11.8 12
12.3
13
14
15
16 17 18
19
20 R 上电压U （V ）
3.15
3.2 3.225 3.175 2.85 2.425 2.1
1.85
1.65 1.475
1.34
数据处理：
02f L C π=
⨯⨯⨯
9222263
011
*1016.76()44*3.14*12.3*10*1010
C PF f L π-=
==⨯
绝对误差：
0 1.09(PF)C C -=|
相对误差：0
1.09
100% 6.1%17.85C C C -=
⨯=
七、实验误差分析
1、系统误差
（1）仪器不精确,造成误差
（2）示波器的图像有厚度，使结果有误差
（3）图像抖动产生误差
2、偶然误差
（1）仪器操作失误造成电路连接错误，从而产生误差
（2）观察时未使振幅达到最大就进行读数
（3）读数误差
八、结束语
设计性实验是要求我们通过我们自己的设计，以达到实验目的，与传统的摄入式教学不同。
设计性实验加强了学生的创新意识和实践能力，培养了学生的独立进行科学实验研究的能力。
设计性实验是以之前的实验为基础所做的实验，本次实验很大的一个特点就是以前两次实验为基础，可以自行选择不同的实验方法，让我们对物理实验有了一个深刻的认识：实验不是定死的，要达到同一个实验目的，可以根据不同的实验原理，由不同种实验方法。
所以我认为，这次实验真正达到了设计性实验的目的。
俗话说实践出真知，只有经过实践检验的知识，才能算得上是真正的知识。
在本实验中，我们选择了RLC电路的连接方法，并用示波器测量电容，这对增强我们的物理逻辑思维是大有益处的。
在测量的过程中，尽管实验数据较为繁琐，但我们还是耐心的完成了实验，培养了我们在实验中的耐心，这是做科学实验探索的一个基本要求，得以最终以良好的状态完成了实验。
九、参考文献
[1] 书籍：宋如茂.电容的示波器测量法[J].大学物理实验，2005,18（2）：56—58.
[2] 书籍：曾天海.徐加勤.谢路平.用示波器粗测电容电感值[J]，1996，9（4）：26—28.
[3] 书籍：杨述武.普通物理实验（电磁学部分）[M].北京：高等教育出版社，2007.
[4] 书籍：赵丽华等.新编大学物理实验. 浙江大学出版社. 2007。