試驗八電容器充電和放電

1、實驗八電容器充電和放電一、實驗?zāi)康?. 充電時電容器兩端電壓的變化為時間函數(shù)，畫出充電電壓曲線圖。2放電時電容器兩端電壓的變化為時間函數(shù)，畫出放電電壓曲線圖。3電容器充電電流的變化為時間函數(shù)，畫出充電電流曲線圖。4電容器放電電流的變化為時間函數(shù)，畫出放電電流曲線圖。5測量RC電路的時間常數(shù)并比較測量值與計算值。6研究 R 和 C的變化對RC電路時間常數(shù)的影響。二、實驗器材示波器1臺信號發(fā)生器1臺電容 1 F 和 2 F各 1 個電阻 1k 和 2k 各 1 個三、實驗原理及實驗電路圖 16 所示為電容充電放電電壓波形測量電路。圖 17 所示為電容充電放電電流波形測量電路。在圖 16 和圖 17

2、 所示的RC電路中，時間常數(shù) 可以用電阻R和電容C的乘積來計算。即 =RC圖 16 電容充電放電電壓波形測量電路圖 17電容充電放電電流波形測量電路在電容器充電放電過程中電壓和電流都會發(fā)生變化，只要在充電或放電曲線圖上確定產(chǎn)生總量變化63所需要的時間，就能測出時間常數(shù)。用電容器充電電壓曲線圖測量的時間常數(shù)的另一種方法是，假定在整個充電期間電容器兩端的電壓以初充電時的速率持續(xù)增加，當(dāng)增大到充滿電的電壓值時，這個時間間隔就等于時間常數(shù)?；蛘哂秒娙萜鞣烹婋妷呵€圖來測量，假定在整個放電期間電容器兩端的電壓以初放電時的速率持續(xù)減少，當(dāng)減少到零時，這個時間間隔也等于時間常數(shù)。圖 17 中流過電阻R 的電

3、流I R 與流過電容器的電流I C 相同，這個電流可用電阻兩端的電壓UR 除以電阻R 來計算。因此I R=I C=UR/ R四、實驗步驟1. 建立如圖16 所示的實驗電路，信號發(fā)生器的設(shè)置可照圖16 進行。2. 用鼠標(biāo)左鍵單擊仿真開關(guān)，激活實驗電路，雙擊示波器圖標(biāo)彈出其面板，觀察和記錄示波器的波形，在U - T 坐標(biāo)上畫出電容電壓隨時間變化的曲線圖。3根據(jù)圖16 所示的R、 C元件值，計算RC電路的時間常數(shù) 。4建立如圖17 所示的實驗電路，信號發(fā)生器按圖17 設(shè)置。5. 用鼠標(biāo)左鍵單擊仿真開關(guān)，激活實驗電路，雙擊示波器圖標(biāo)彈出其面板，觀察和記錄示波器的波形，在U - T 坐標(biāo)上畫出電容電壓隨

4、時間變化的曲線圖。6.根據(jù) R的電阻值和曲線圖的電壓讀數(shù)，計算開始充電時的電容電流I C。7.根據(jù) R的電阻值和曲線圖的電壓讀數(shù)，計算開始放電時的電容電流I 。C8用曲線圖測量RC電路的時間常數(shù) 。9. 將 R 改為 2k 。單擊仿真電源開關(guān)，激活電路進行動態(tài)分析。用曲線圖測量新的時間常數(shù) 。10根據(jù)新的電阻值 R，計算圖 17 所示的 RC電路新的時間常數(shù) 。11將 C 改為 0 2 F，信號發(fā)生器的頻率改為500Hz 。單擊仿真電源開關(guān)進行動態(tài)分析。從曲線圖測量新的時間常數(shù) 。12根據(jù)R和 C的新值，計算圖17 所示的RC電路的新時間常數(shù) 。五、思考題1.在步驟1 中，當(dāng)充滿電后電容器兩端的電壓U 有多大？與電源電壓比較情況如何？放完電后電容器兩端的電壓是多少？2. 在步驟 2、 3