实验步骤

实验步骤

【实验1】用传感器观察直流电路中电容器的充电和放电现象

1.按如图1连接实物实验装置(图2),可变电阻调为100 Ω。

2.启动数据采录软件Logger Pro,对电压传感器和电流传感器的初始数据校零。

3.新建实验,新建活页夹,设置左图为I-t图象,右图为U-t图象,选择“采集时间”为15 s,“采集间隔”为1 ms。

4.将开关板到1,接通电路,观察两个二极管亮度变化,观察计算机采集的电流和电压随时间变化曲线,然后把开关板到2。分析数据和电容的充电和放电过程中电流和电压的变化曲线。

5.改变电阻大小(如调大为500 Ω),再次重复前面的步骤,观察电阻大小对充放电电流和时间的影响,点击“结束”。

6.实验现象分析:

(1)电容器与直流电源串联时会迅速充电,电容电压迅速接近电源电动势,电路中会出现短暂充电电流,发光二极管会闪亮一下,说明充电很快,充电后所在电路稳定无电流;

(2)充电完成后将两极串联,电容器会迅速放电,正负极上的电荷中和,发光二极管会闪亮一下即熄灭,说明放电电流短暂,放电后电路无电流;

(3)当电路中串联不同阻值的电阻,会影响充放电的时间和充放电的电流峰值,阻值越大,充放电时间越长,电流峰值越小。

图7

图8

串联电阻R的影响

图9

【实验2】用传感器观察交流电路中电容器的实验现象

1.如图3连接实物实验装置(图4)。

2.启动数据采录软件,对交变电流表校零,可变电阻调为600欧;连接电路,观察交变电流表的示数变化;点击“结束”。

3.实验现象分析:

在交流电路中,电容器处于不停的充放电过程中,因此电路中始终有电流,交流电流表始终有示数。电容表现出“通交阻直”特性。

【实验3】用传感器观察交流电路中电容器的实验现象

1.按如图5连接实物实验装置(图6)。

2.启动数据测录软件,对电压传感器和电流传感器校零,将可变电阻器R从0调节到1000 Ω,每次调节增加100 Ω。

3.接通电路,观察每次调节电阻时对计算机采集的电流和电压随时间变化曲线的影响。

4.点击“结束”。

5.实验结果分析:

随着电容器所并联的电阻阻值增大,可见电容器的电压也在增大,干路电流减小。