观测电容特性_精品文档.ppt

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首首页页物物理理实实验验培培训训观测电容特性观测电容特性1、观察电容充放电现象，了解电容特性；、观察电容充放电现象，了解电容特性；2、根据电容容抗的频率特性测定电容。

、根据电容容抗的频率特性测定电容。

11/2/202211/2/202211首首页页物物理理实实验验培培训训一、电容器一、电容器1、电容器构成和表示符号、电容器构成和表示符号互相绝缘的导体互相绝缘的导体2、电容量定义、电容量定义2、电容器分类、电容器分类按绝缘介质来分，有瓷介电容、云母电容、按绝缘介质来分，有瓷介电容、云母电容、薄膜电容、纸介电容和电解电容（有极性）等等。

薄膜电容、纸介电容和电解电容（有极性）等等。

+11/2/202211/2/202222首首页页物物理理实实验验培培训训二、二、RC电路中电容的充放电特性电路中电容的充放电特性RC12KE1、电容充放电情况、电容充放电情况如图电路，开关如图电路，开关K打向打向1：

电容充电：

电容充电打向打向2：

电容放电：

电容放电ucEi（uR）E/R（E）11/2/202211/2/202233首首页页物物理理实实验验培培训训22、电容的充放电规律、电容的充放电规律设设充电过程：

充电过程：

t=0时，时，uc=0放电过程：

放电过程：

t=0时，时，uc=E则则i、uc变化遵循如下规律：

变化遵循如下规律：

充电过程：

充电过程：

放电过程：

放电过程：

RC12KE11/2/202211/2/202244首首页页物物理理实实验验培培训训tucE充电过程的充电过程的uct和和it图线：

图线：

放电过程的放电过程的uct和和it图线：

图线：

tucEti,R-E/R-Eti,RE/RE11/2/202211/2/202255首首页页物物理理实实验验培培训训

（1）在充放电过程中）在充放电过程中uc、i均按指数规律变化，只均按指数规律变化，只不过充电时电容电压是逐渐上升，放电时则是逐渐不过充电时电容电压是逐渐上升，放电时则是逐渐减小；减小；

（2）电容两端电压不可跃变，而流过的电流可跃）电容两端电压不可跃变，而流过的电流可跃变。

例如：

变。

例如：

开关打向开关打向1前后一瞬前后一瞬uucc（0（0-）=）=uucc（0（0+）=0）=0，i（0（0-）=0,）=0,i（0（0+）=E/R）=E/R开关打向前后一瞬开关打向前后一瞬uucc（0（0-）=）=uucc（0（0+）=E）=E，i（0（0-）=0,）=0,i（0（0+）=E/R）=E/R。

11/2/202211/2/202266首首页页物物理理实实验验培培训训三、三、三、三、RCRCRCRC电路的时间常数（电路的时间常数（电路的时间常数（电路的时间常数（描述电容充放电的充要参数）描述电容充放电的充要参数）描述电容充放电的充要参数）描述电容充放电的充要参数）令令:

单位单位单位单位:

S:

S时间常数时间常数时间常数时间常数决定电路暂态过程变化的快慢。

决定电路暂态过程变化的快慢。

决定电路暂态过程变化的快慢。

决定电路暂态过程变化的快慢。

时间常数时间常数等于充电时电压等于充电时电压uC上升到初始值上升到初始值E的的63.2%（或放电时电压或放电时电压uC衰减到初始值衰减到初始值E的的36.8%）所所需的时间。

需的时间。

物理意义物理意义:

当当时时,充电充电:

放电放电:

tucE0.632E充电tucE0.368E放电11/2/202211/2/202277首首页页物物理理实实验验培培训训四、用示波器观察电容充放电四、用示波器观察电容充放电四、用示波器观察电容充放电四、用示波器观察电容充放电ttucEERCE11/2/202211/2/202288首首页页物物理理实实验验培培训训RCr0.056F1k三、用示波器观测电容的充放电三、用示波器观测电容的充放电uucc和和i的变化的变化=RC=0.056ms微分电路：

微分电路：

t；电阻输出。

电阻输出。

f=10KHzf=500Hzttf=100KHztf=1000Hzt，充电过程：

充电过程：

uCmax0.632EuRmin0.368E11/2/202211/2/202299首首页页物物理理实实验验培培训训f=1KHzf=100KHzf=10KHzf=500HzRCr1k0.056Ft，充电过程：

充电过程：

uCmax0.632EuCmin0.368E积分电路：

积分电路：

t；电容输出。

电容输出。

=RC=0.056ms当输入方波的频率一定当输入方波的频率一定时，时，值越大，三角波的值越大，三角波的线性越好，但其幅度也随线性越好，但其幅度也随之下降。

之下降。

值变小时，波值变小时，波形的幅度随之增大，但其形的幅度随之增大，但其线性将变坏。

线性将变坏。

11/2/202211/2/20221010首首页页物物理理实实验验培培训训因为：

因为：

所以：

所以：

四、电容容抗和频率的关系四、电容容抗和频率的关系RCrIURUC若R已知，只要用电压表测出稳态下UR和UC，从频率计读出频率值，便可应用上式计算C值。

11/2/202211/2/20221111首首页页物物理理实实验验培培训训l可以利用放电过程来测量电阻或电容：

ucEE用示波器（光标法）测出，便可从给出的R或C,间接测出C或R。

11/2/202211/2/20221212首首页页物物理理实实验验培培训训利用电容的充放电特性测量电容值：

利用电容的充放电特性测量电容值：

1、如图1，从示波器上读出充电或放电图线上0.632E或0.368E处对应的时间，若R已知则C也就可以算出。

2、如图2，在开关K打向1同时按秒表计时，当数字电压表显示0.632E电压值时，按秒表停止计时显示充电时间，由此计算（C=/R）电容值。

（当比较大时可以用此法测量）RCE（图1）RC12KE（图2）以上的方法，精度不是很高。

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