超级电容器实验报告

超级电容器实验报告

C,MnO2的电化学电容特性实验姓名许树茂学号 xx4016005所在学院化学与环境学院年级专业新能源材料与器件创新班指导教师舒东老师完成时间xx 年4 月

1、

【实验目的】

1、了解超级电容器的原理；

2、了解超级电容器的比电容的测试原理及方法；

3、了解超级电容器双电层储能机理的特点；

4、掌握超级电容器电极材料的制备方法；

5、掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。

2、

【实验原理】

超级电容器的原理超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。

图1 超级电容器的结构图从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面

积。表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F 之间。

(1)

双电层超级电容器的工作原理双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。这时对某一电极而言,会在一定距离内（分散层）产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。根据双电层理论,双电层的微分电容约为20μF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。双电层电容具有响应速度快，放电倍率高的特点，但储能比电容较小。(2)

法拉第鹰电容的工作原理法拉第鹰电容器是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电极活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附脱附或氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层

上的存储,而且包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应而将电荷储存于电极中。对于其双电层中的电荷存储与上述

类似,对于化学吸脱附机理来说,一般过程为电解液中的离子一般

为或在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极溶液界面,而后通过界面的电化学反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中若电极

材料具有较大比表面积的氧化物,就会有相当多的这样的电化学反应发生,大量的电荷就被存储在电极中。放电时这些进入氧化物中的离子又会重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。法拉第鹰电容可以产生高的比电容，但因为法拉第反应的限制，倍率性能比双电层

电容小。目前使用的电极材料主要有碳材料、金属氧化物材料和

导电聚合物材料，其中碳材料以双电层机理储能，而后两种材料

以法拉第赝电容机理储能。

3、

【仪器与试剂】

3、

1、仪器

1、CHI,620C,上海辰华仪器公司。

2、电热恒温鼓风干燥箱

3、饱和甘汞参比电极, Pt电极

4、烧杯、玻璃棒、容量瓶

3、2 药品名称化学式分子量级别生产商不定形二氧化锰MnO2

86、94分析纯硫酸钠Na2SO4分析纯石墨工业级广东台山粤侨试剂塑料有限公司乙炔黑工业级广东台山粤侨试剂塑料有限公司PVDF分析纯NMP分析纯

4、

【实验步骤】

4、1 工作电极的制备工作电极的制备采用涂覆法，将所制得的活性电极材料分别与乙炔黑和PVDF 按75:15:10质量比例在玛瑙研钵中研磨均匀，再加入溶剂NMP（N,N-二甲基吡咯烷酮），将混合物调成糊状，再将所得糊状物涂覆到面积为1cm2的钛片表面，并于60℃真空干燥5小时，即得工作电极。电极上活性物质的质量通过涂片前后钛片的质量差而求得。

4、2 活性炭材料的比电容的测试电化学测试包括循环伏安、恒流充放电，所有的电化学都是在电化学三电极体系中进行的。三电极体系中，以涂覆了活性电极材料的钛片作为工作电极，以Pt电极作为对电极，以甘汞电极作为参比电极，电解质为0、

1mol·L-1Na2SO4溶液。所有的电化学测试均在上海辰华CHI660a 型电化学工作站和Eco Echemie

B、V公司的Autolab PGATAT30电化学分析仪上进行。C材料：循环伏安法实验:-0、6~0、6V，扫描速度分别为2mV s-1 (放电倍率6C)、5mV s-1 (放电倍率15C)、20mV s-1(放电倍率

60C)、50mV s-1(放电倍率150C)、100mV s-1(放电倍率300C)。恒流充放电区间为-0、6~0、6V，分别采用0、5mA/g,1mA/g,2mA/g

进行充放电，通过比电容计算比电容，保持和循环伏安下相同倍率进行充放电实验。MnO2材料：循环伏安法实验:0~1V，扫描速度分别为2mV s-1 (放电倍率6C)、5mV s-1 (放电倍率15C)、20mV s-1(放电倍率60C)、50mV s-1(放电倍率150C)、100mV s-1(放电倍率300C)。恒流充放电区间为 0~1V，分别采用0、

5mA/g,1mA/g,2mA/g进行充放电，通过比电容计算比电容，保持和循环伏安下相同倍率进行充放电实验。

5、

【数据处理与分析】

5、

1、循环伏安结果① 不同扫描速度下CV曲线图

1、图2是C-电极和MnO2电极分别在0、1mol·L-1 Na2SO4溶液中，扫描速度为

2、5、

10、

20、100mv/s，的循环伏安图。

图1 C-电极循环伏安曲线V/(mv/s)C/(F/g)21

10、9851

12、1 2、3550

96、82100

96、43 图2 MnO2-电极循环伏安曲线V/(mv/s)C/(F/g)22

56、8651

80、7 9、8250

76、07100

48、192 图3 MnO2比电容随扫速的关系图4 C比电容随扫速的关系从图

3、图4可知，MnO2随着扫速的增加电容急剧下降，且低扫速下电容值远远高于C材料，C随着扫速增加，比电容基本不变，根据I=C*v,C与v无关，表现出了纯电容行为。这说明MnO2具有明显的赝电容特性，C材料具有明显的双电层特性。在低扫速下，MnO2发生赝电容行为的原因有：① MnO2与电解质溶液Na2SO4发生氧化还原反应；② 溶液中离子电迁移到MnO2电极表面，并进入体相中储存在MnO2晶形间隙间或特性吸附在电极表面，发生欠电位沉积；③ MnO2与集流器钢片间存在的吸附作用大于MnO2晶体间的相互作用；④ MnO2发生水合作用⑤ MnO2发生还原反应，变成更低价态的Mn3+，Mn2+。由于在大扫速的电位变化范围下，MnO2的电容急剧下降，排除与集流体界面的作用，或与Na2SO4的氧化还原反应。那么，MnO2赝电容的产生可能与MnO2无定形晶形结构有关，MnO2具有较大比表面积的氧化物，当溶液中离子迁移到电极表面进入体相时发生电荷的积累存储。因此，放电时比普通的双电层电容较大。但在大扫速电位变化范围下，离子迁移过快，来不及与电极表面发生吸附作用就被后面迁移过来的能量更高的离子挤掉而脱附，离子不能进入体相中储存，只显示电极与溶液的双电层效应。所以电容下降。若是由于⑤ 产生的赝电容效

应，则由于MnO2中的O2-会变成氢氧根离子，使溶液中PH值升高，可测一下溶液反应前后的PH值来确定⑤的影响。若是由于④发生水化作用，则在大扫速下，会有一个明显的脱附峰。但由图7-2看出大扫速下并没有一个脱附峰，反而是C材料在大扫速下有一个峰，估计这是C的吸氧峰。

图52mv/s C-电极循环伏安曲线图62mv/s MnO2-电极循环伏安曲线(爬液后的CV图)

图72mv/s MnO2-电极循环伏安曲线图7-2100mv/s MnO2-循环伏安曲线图850mv/s C1-电极循环伏安曲线图9100mv/s C1-电极循环伏安曲线从图

5、7中看出，C，MnO2都出现较弱的氧化峰或出现正常的溶液欧姆降（极化峰）；但C在充电时，电位保持不变，扫描电压反向时，电流在一定的电位下直线下降，电流转向很快，说明C 材料发生的电容特性，是溶液中的离子在表面的堆积而没有进入晶体表面。反扫时出现一个还原峰或阴极极化峰，还原电位跟氧化电位相反，具有一定可逆性，根据能斯特方程算出中性溶液中析氧，和吸氢电位，基本与峰电位相同，说明氧化峰为析氧峰，还原峰为析氢峰。而MnO2正扫时，电流缓慢上升，反扫时，电流缓慢下降，说明电流转向不是很快，离子的嵌入和脱出不只是发生在晶体粉末的表面，而且进人晶格内部，由于离子在晶格内部扩散需要一定时间，因此电流变化速度较慢。分析MnO2中的氧化峰，还原峰可能分别为溶液中离子的吸脱附峰。从图7可看出，

低扫速下，MnO2同样具有可逆性。从图6看出，发生爬液后的电极出现一个Fe的氧化峰和吸附氧化峰。反扫时，波动性差，说明，脱附时离子跟溶液中新增加的铁离子发生迁移紊乱干扰。从图

7、8看出，在50mV/s扫速下，出现一个吸附氧化峰或水化结合峰，在100mV/s扫速下析氧峰消失。除了图6低扫速下，和图7发生爬液外，其他各图均出现零向负移，即CV图形不关于零点对称。这是由于反应是扩散控制的，阳极峰电流电势比阴极更正。在反向扫描时，存在着正扫时较高的浓度梯度，但电流控制方向相反。因此出现滞后零向负移现象。在低扫速下，溶液浓度梯度变化缓慢，且由于时间较长，溶液中由于浓度梯度而自发形成的扩散有抵消因电迁移产生的浓度变化，这就使图形呈现较好的镜面对称。

5、2不同电流密度下CD图图10 MnO2-电极恒流充放电曲线Current/(A/g)C/(F/g)C-V0、51

19、04(约2mv/s)2

56、8611

11、234mv/s缺数据2

76、688mV/s缺数据图11 C-电极恒流充放电曲线

Current/(A/g)C/(F/g)C-V0、5

59、10(约2mv/s)1

10、981

55、644mv/s缺数据2

52、728mV/s缺数据图12 MnO2电容-电流密度图13 C电容-电流密度由图

10、图11可知：二氧化锰电极的充电曲线和放电曲线很不对称，而碳电极的充放电曲线较为对称，表现出比二氧化锰电极更好的时间2

42、[3]Lee H Y, Goodenough J

B、deal Supercapacitor Behavior of Amorphous V2

O5 · nH2 O in Potassium Chloride (KC1)

Aqueous Solution[J], Journal of Solid State Chemistry,1999,148:81—

84、

用示波器测电容实验报告

用示波器测电容 摘要：电容在交流电路中电压发生了变化，相位也发生了变化，而通过示波器可以清楚的观察到这些变化，本实验利用示波器和电容的交流特性，通过实验得出谐振频率的特殊值进而通过公式计算，得出电容器的电容值大小。 关键词：电容RLC谐振频率阻抗相位差电流峰值 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，巩固我们所学的知识。 二、实验任务利用示波器测量电容器的电容量C。 三、实验仪器 200欧姆电阻一个，10mH电感一个，信号发生器一台， 双踪示波器一台，面包板一个， 电容一个，导线若干。 四、实验原理 测RLC谐振频率 RLC串联电路如图1所示： 所加交流电压U（有效值）的角频率为w，则电路的的复阻抗 为: 复阻抗模为: 复阻抗的幅角: 即该电路电流滞后于总电压的位差值。回路中的电流I（有效值）为 上面三式中Z﹑﹑I均为频率f（或角频率，）的函数，当回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曲线称为相频特性曲线；（c）图i-f曲线称为幅频特性曲线。由曲线图 可以看出，存在一个特殊的频率特点为 （1）当f<时，<0,电流相位超前于电压，整个电路 呈电容性。 （2）当f>时，>0,电流相位滞后于电压，整个电路 呈电感性。 （3）当时，即或 时，=0，表明电路中电流I和电压 U同相位，整个电路呈纯电阻性。 这就是串联电路谐振现象，此时电路总阻抗的模最小，电流达到极大值，易知只要调节f﹑L﹑C中任意一个量，电路就能达到谐振。 根据LC谐振回路的谐振频率或可求得。 五、实验内容（或步骤） 1.电路连接如图1，其中L=10mH,R=,U=2V。 2．用万用电表测出待测电容。 3．调节信号发生器的频率同时观察两端电压变化，当调至某一频率时，电压最大，测得这个最大值及信号的周期（或频率）。 4.由这个最大值的周期（或频率）计算出电容的值。 六、数据处理和分析 测RLC谐振频率数据记录表 5.9 6.9 7.9 8.910.911.912.913.914.915.916.917.9 f (KHZ) 331362393412434442431421402390381372 (mv)

【生产管理】铝电解电容器生产工艺流程(DOC 6页)

铝电解电容器生产工艺流程(DOC 6 页) 部门： xxx 时间： xxx 制作人：xxx 整理范文，仅供参考，勿作商业用途

铝电解电容器生产工艺流程（附图片） (2009/12/18 15:19) 铝电解电容器主要原材料: 阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、华司、套管、垫片等 生产工序 切割、卷绕、含浸、装配、老化、封口、印刷、套管、测量、包装、检验等 电解电容原材料分切 小型电解电容器自动卷绕机

大型电解电容器自动卷绕机 电解电容芯子含浸 电解电容高温老化 电解电容性能测试

铝电解电容制造进程： 第一步：铝箔的腐化。 倘若拆开一个铝电解液电容的外壳，你会看到内里是几多层铝箔和几多层电解纸，铝箔和电解纸贴附在一起，卷绕成筒状的机关，这样每两层铝箔中间便是一层吸附了电解液的电解纸了。 铝箔的制造要领。为了增大铝箔和电解质的战争面积，电容中的铝箔的外观并不是平滑的，而是通过电化腐化法，使其外观形成崎岖不屈的形状，这样不妨增大7~8倍的外观积。电化腐化的工艺是较量庞杂的，此中涉及到腐化液的种类、浓度、铝箔的外观状态、腐化的速率、电压的动态均衡等等。 第二步：氧化膜形成工艺。 铝箔通过电化腐化后，就要运用化学方法，将其外观氧化成三氧化二铝——也便是铝电解电容的介质。在氧化之后，要仔细检讨三氧化二铝的外观，看是否有雀斑也许龟裂，将不足格的清除在外。 第三步：铝箔的切割。 这个措施很简单明白。便是把一整块铝箔，切割成几多小块，使其适当电容制造的必要。 第四步：引线的铆接。 电容外部的引脚并不是直连接到电容内部，而是经过内引线与电容内部连结的。因此，在这一步当中我们就必要将阳极和阴极的内引线，与电容的外引线经过超声波键正当连结在一起。外引线通常采纳镀铜的铁线也许氧化铜线以削减电阻，而内引线则直接采纳铝线

充放电实验

实验报告 专业：实验日期： 2016.5.16 班级：授课教师: 学号：指导教师： 姓名：成绩评定： 实验2 电容与电感的充放电实验 一、实验目的 1．熟悉电感与电容的充放电过程，掌握充放电过程中电流、电压的计算公式； 2．明确时间常数τ对电感与电容充放电时间的影响； 3．掌握信号发生器与示波器的使用方法； 4．学习分析充放电过程中电压、电流波形的变化规律，比较当τ改变时对波形的影响。 二、实验电路 将一个0.22μF 的电容器、一个4.7kΩ的电阻与函数发生器按图1（a）实验电 路联接。设定函数发生器，使其输出6V/100Hz，占空比为50%的方波。输出6V时模 拟电容器充电; 输出OV时，模拟电容器放电。联接示波器，接通函数发生器的电源 开关，用A通道观察方波，用B通道观察电容器上的电压。 U=6V f=100Hz 方波 A 示波器 Y1 Y2 图1（a） 将一个100mH的电感与一个1 kΩ的电阻串联，然后联接到电压为6V 、频率为1 kHz 的方波上，如图1（b）所示。用示波器观察电感上电压的变化规律。

. U=6V f=1KHz 方波 A B C 示波器 Y1 Y2 图1（b） 三、实验设备 1．Multisim电路仿真软件（机房上机运行）； 2．函数发生器、电阻、电容、电感； 3．示波器。 四、电路联接 通过实验1的学习在掌握Multisim电路仿真软件放置电源、电阻、开关等原件，以及连线的基础上，学习函数发生器、示波器的使用方法。 1.函数发生器 函数发生器位于仿真菜单下的仪器选项中，可以产生不同频率、占空比、振幅、以及偏置的正弦波、三角波、方波。 2.示波器 示波器的位置与函数发生器相同。利用示波器能观察各种 不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种 不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。 五、仿真测试 1.电容的充放电实验 按照图1（a）在Multisim电路仿真软件中连接电路，并进行仿真。 将上述电路中的4.7kΩ固定电阻换成10kΩ的电阻，观察充放电曲线的变化。 实验结论： 将电阻值固定为4.7kΩ，将电容器换成10μF，观察充放电曲线的变化。

铝电解电容器生产工艺流程(DOC 6页)

铝电解电容器生产工艺流程(DOC 6页)

铝电解电容器生产工艺流程（附图片） (2009/12/18 15:19) 铝电解电容器主要原材料: 阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、华司、套管、垫片等 生产工序 切割、卷绕、含浸、装配、老化、封口、印刷、套管、测量、包装、检验等 电解电容原材料分切 小型电解电容器自动卷绕机

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接相连。大众注意这些小小的措施无一过错细密加工要求很高。 第五步：电解纸的卷绕。 电容中的电解液并非直接灌进电容，呈液态浸泡住铝箔，而是经过吸附了电解液的电解纸与铝箔层层贴合。这当中，选用的电解纸与平凡纸张的配方有些分歧，是呈微孔状的，纸的外观不及有杂质，不然将影响电解液的身分与性能。而这一步，便是将没有吸附电解液的电解纸，和铝箔贴在一块，然后卷进电容外壳，使铝箔和电解纸形成近似“101010”的隔断状态。 第六步：电解液的浸渍。 当电解纸卷绕完毕之后，就将电解液灌进去，使电解液浸渍到电解纸上。随着电解液配方的革新以及电解纸制造技能的提拔，目前铝电解液电容的ESR值也逐渐得以提拔，酿成往日的几多分之一。 第七步：装配。 这一步便是将电容表面的铝壳装配上，同时连结外引线，电容到这时已经根本成型了。 第八步：卷边。 若是是那种“包皮”电容，就必要通过这一步，将电容表面包覆的PVC膜套在电容铝壳表面。不外目前运用PVC膜的电容已经越来越少，主要因为在于这种原料并分歧适环保的趋向，而和性能展现没有太大相干。 第九步：组合装配。 第十步：充电、老化测试。

电容器的工作原理及结构

电容器工作原理这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。 电容 diànróng 1. [capacitance；electric capacity]：电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，非导电体的下述性质:当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时（如在电容器中），由于电荷移动的结果，能量便贮存在该非导电体之中 2. [capacitor；condenser]：电容器的俗称 [编辑本段]概述 定义： 电容（或称电容量[4]）是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。 电容的符号是C。 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是： 1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 相关公式： 一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U 但电容的大小不是由Q或U决定的，即：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.（ε为极板间介质

独石电容器的结构与性能实验报告

广东工业大学实验报告 学院专业班成绩评定 学号姓名（号）教师签名 题目：独石电容器的结构与性能第周星期一．实验目的 1．掌握电容器的电容量及损耗角的测试方法； 2．掌握不同频率下普通电容器和独石电容器的电容量C 及损耗角正切的变化规律； 3．掌握普通(电解)电容器和独石电容器在结构上的差别，学会分析此差别对 电容器特性的影响； 4．了解两种电容器中介质层和电极层材料在显微组织上的特点，以及介质层与电极层结合状态上的区别，并初步分析这种差别对特性的影响。 二．实验原理 电容器的结构比较简单，由绝缘的介质层及其两面的电极及其引出线所组成。普通电容器的制作过程是：分别制作介质层和电极，再将其组合制作(例如卷绕)而成，而独石电容器是首先制备出介质层，然后在其上印制电极用的导电浆料，再次烧制而成，其特点是介质与电极之间的结合好，从而减少由于两者之间接触不良引起的损耗。 三．实验内容 1．测量普通电容器和独石电容器在不同频率下的电容量和损耗角正切的变化 规律，要求测量四个不同频率下的电容量和损耗角正切，取三点平均值，每次测量前必须将电容器短路放电干净； 2．分析上述两种电容器在结构上的差别，要求分析介质层与电极层的结构，画出结构简图； 3．观察分析两种电容器介质层、电极层乃至介质与电极之间区域材料的显微组织，要求画出组织特征示意图。 四．实验主要仪器设备和材料 TH2810B 型LCR 数字电桥，或TH2618B 型电容测试仪，体视显微 镜， 金相显微镜，浸蚀剂，普通(电解)电容器和独石电容器各若干个。 五．实验方法及步骤 1．测量不同频率下普通(电解)电容器的电容量和损耗角正切，记录数据；

电路元件特性曲线的伏安测量法和示波器观测法实验报告

课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：孙晖成绩：__________________ 实验名称：电路元件特性曲线的伏安测量法和示波器观测法实验类型：______ _同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1、熟悉电路元件的特性曲线 2、学习非线性电阻元件的特性曲线的伏安测量法 3、掌握伏安测量法中测量样点的选择和绘制曲线的方法 4、学习非线性电阻元件特性曲线的示波器观测方法 5、设计实验方案，用示波器观测电容的特性曲线。 二、实验内容和原理 1、在电路原理中，元件特性曲线是指特定平面上的定义的一条线，其函数关系式称为 元件的伏安特性曲线。电阻元件的伏安特性曲线是在U-I平面上的一条曲线，当曲 线为直线时，对应的元件是线性元件，斜率为电阻值。线性电阻的伏安特性曲线符 合欧姆定律，在U-I平面内是过原点的直线，与电压、电流无关；非线性元件在 U-I内是一条曲线。 2、普通警惕二极管的特点是正反向电阻差别很大，正向压降很小，正向电流随着正向 压降的上升而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十几伏到几十伏时，其反向电 流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，如果反响电压加的 过高，超过管子的极限值，会导致管子击穿损坏。 3、稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向 特性则与普通二极管不同。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反 向电压增加到一定数值时(称为管子的稳压值)。电流将突然增加，以后它的端电压 将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。这两种二极管的特性属于单调型，电压与电流之间为单调函数。二极管的特性参数有开启电压U th、导通电压U on，反 向电流I R、反向击穿电压U Br以及最大整流电流I F。 三、主要仪器设备。 1、数字万用表； 2、电工综合实验台； 3、DG07多功能网络实验组件； 4、信号源；

电容工作原理

电容工作原理 电容串联可以隔直通交，并联可以滤波。 电容器就是两片不相连的金属板.电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用，是电子线路必不可少的组成部分。滤波电路是把脉冲通到地去了，不是通到输出端。 正因为通交流，才能把交流成分通向地，保留直流成分. 一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 其实主要是充放电的工作原理。其实电容就相当于 一个水库，让过来的有波动的水变的很平稳 电解电容的作用有滤波，一般用在整流桥的后面。 你可以看一下电容是并连还是串连在回路里，并联的话是率除高频，串联的话是率除低频。还有降压电容。还有隔直的作用，一般做保护用！ 电容串联和并联在电路中各有什么作用？ 电容的作用是储存、释放电荷，可起到隔直通交、滤波、振荡作用 电容在电路中：如串联使用一般作为交流信号隔离，如音频功放、视频放大器等 如并联使用一般作为滤波，如电源、信号处理电路中噪声去除等 如与电感或其他芯片并联可组成振荡回路，如无线信号发射、接收、调制、解调等 电容并联可增大电容量，串联减小。比如手头没有大电容，只有小的，就可以并起来用，反之，没有小的就可以用大的串起来用。 在集成电路、超大规模集成电路已经大行其道的今天，电容器作为一种分立式无源元件仍然大量使用于各种功能的电路中，其在电路中所起的重要作用可见一斑。 作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域，同电池等储能元件相比，电容器可以瞬时充放电，并且充放电电流基本上不受限制，可以为熔焊机、闪光灯等设备提供大功率的瞬时脉冲电流。 电容器还常常被用以改善电路的品质因子，如节能灯用电容器。 隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。 旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。 耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路 滤波：将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。 温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。 调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。 整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。

Removed_圆柱形电容器实验报告

班级：通信13-4 姓名： 学号： 指导教师：徐维 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系

实验一仿真求解圆柱形电容器 一、实验目的 1.学习软件Ansoft maxwell 软件的使用方法； 2.复习电磁学相关的基本理论； 3.通过软件的学习掌握运用Ansoft maxwell 进行电磁场仿真的流程； 4.通过对圆柱形电容器计算仿真实验进一步熟悉Ansoft maxwell 软件的应用。 二、实验内容 1.学会Ansoft maxwell有限元分析步骤； 2.会用Ansoft maxwell后处理器和计算器对仿真结果分析； 3.对圆柱形电容仿真计算结果与理论计算值进行比较。 三、实验步骤 圆柱形电容器模型的描述： 电容器采用铜作为导体材料，内导体半径a=0.6mm，实心，外导体半径b=1mm，壁厚0.2mm，内外导体间以空气填充。设置高为h=1mm。（截面图如图1） 图1 1.建模 打开Ansoft maxwell新建3D工程，建立如上图所示的圆柱体电容器，导体设置为铜； Project >Insert Maxwell 3D Design

File>Save as>Planer 选中两个圆柱体Assign Material > copper（设置材料为铜）(如图1-1) Draw>Region(如图1-2) 图1-1 图1-2 选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic（如图1-3） 图1-3

2.设置激励 外导体设置为3V内导体设置0V（如图2-1） 选中inside Maxwell 3D> Excitations > Assign（计划，分配）>Voltage > 3V 选中outside Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V 图2-1 3.设置计算参数（Assign Executive Parameter） Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix （矩阵）> Voltage1, Voltage2（如图3-1,3-2） 图3-1

电容补偿柜的作用与工作原理

电容补尝柜的作用和工作原理 一. 电容补偿柜之作用: 用于补偿发电机无功电流、减轻发电机工作负荷，增加发电机可使用容量，可减少工厂一定的用电量、节省工业电力，提高发供电设备的供电质量和供电能力。 二. 电容柜工作原理 用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源。 三. 电容补偿技术: 在工业生产中广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦，叫做功率因数，这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压90 度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。与电感无功电流相应的功率叫做电感无功功率。当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害：

?增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。 ?因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。 ?对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于0.7 时，供电局可拒绝供电。 ?对发电机而言，以310KW 发电机为例。 310KW 发电机的额定功率为280KW ，额定电流为530A ，当负载功率因数0.6 时 功率= 380 x 530 x 1.732 x 0.6 = 210KW 从上可看出，在负载为530A 时，机组的柴油机部分很轻松，而电球以不堪重负，如负荷再增加则需再开一台发电机。加接入电容补偿柜，让功率因数达到0.96 ，同样210KW 的负荷。 电流=210000/ （380x1.732x0.96 ）=332A 补偿后电流降低了近200A ，柴油机和电球部分都相当轻松，再增加部分负荷也能承受，不需再加开一台发电机，可节约大量柴油。也让其他机组充分休息。从以上可看出，电容补偿的经济效益可观，是低压配电系统中不可缺少的重要成员。 原理：把具有容性负荷的装置与感性负荷并联接在同一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释放能量时,容 性负荷却在吸收能量,能量在两种负荷之间互相交换.这样,感性负荷 所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿,这就是他的补偿原理

高阻放电法测电容器的电容_实验报告

普通物理实验设计性实验报告 实验题目：高阻放电法测电容器的电容 班级：物理学2011级（2）班 学号：2011433xxx 姓名：梁勇 指导教师：X X X 凯里学院物理与电子工程学院 2013 年4月

一、实验目的 1、加深电容的理解，学习使用高阻放电法测电容器的电容； 2、测出待测电容器的电容； 3、验证高阻放电法测电容器的电容的可行性。 二、实验仪器 一个MCH-305D-Ⅱ直流稳压电源，一个待测电容(C=2uF)，开关，导线若干，一个小量程微安表，四个伏特表（作电阻用），17个电阻箱。 三、实验原理 电容的定义为：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值。即： Q C U 显然，通过上式我们可以看出对于电容器电容C 的测量的关键在于式中的另外两个物理量——加在电容器两板间的电压U 和电容器所带的电量Q 。至于加在电容器两扳间的电压U ，我们可以直接通过电压表来测量，但是电容器所带的电量Q 就没那么容易去直接测量了，也就是说，要想测量电容器的电容，最大的困难就在于：如何测量电容器所带的电量Q 。那么究竟用什么方法才能测得电容器所带的电量Q 呢？ 显然在实验中我们要想测量电容器所带的电量Q ，只有让其放电才有办法将其显示出来，即Q=It ，要测量I ，我们可以选用仪器——电流计来显示，而要测量时间t 我们则可以选用秒表来记录；但是，在电路中，如果电阻太小，则电流太大，导致放电时间太短，这样不便于我们观察和记录，故为了延长放电时间我们必须选择很大的电阻接到电路中来实现延长放电时间。这种方法，我们就叫它高阻放电法。 其原理图如下图（图1 ）所示： 原理分析：电容器的电容C=Q/U ，先测定电容器充电结束后的电压U ，再通过对高阻值电阻放电的过程测量放电时的电流I 和时间t 的关系。由于电路中的电压U 会随着电量Q 的减小而减小（由U=Q/C 可知），同时电路中的电流I 也会随着放电过程中电容器两板间的电压U 的减小而减小（由I=U/R 可知）。故电容器在放电过程中的不同时间段内的放电量并不相等，即Q=It 并非一个恒量，也就是说I 随时间t 的变化关系为一曲线。显然，我们要求出电容所带的电量值绝对不能简单地记录一个或几个值和放电的总时间t 然后用它们相乘再求平均值就可以的。要解决这一问题我们必须将放电时间分成无数个时间段，而每一小段时间内又可近似地看成电流I 是恒定的，这样我们就可以求出其电量了，即微元法。解决这一问题的最好办法是图像法，如果我们在实验中认真记录多组I 、t 数据，然后用描点法在I — 图1

电工电子学实验报告常用电子仪器的使用

电工电子学实验报告04常用电子仪器的使用 实验报告课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：常用电子仪器的使用一、实验目的1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。二、主要仪器设备1.XJ4318 型双踪示波器。2.DF2172B 型交流电压表。3.XJ1631 数字函数信号发生器。 4.HY3003D-3 型可调式直流稳压稳流电源。5.10kΩ 电阻和0.01μ F 电容各一个。三、实验内容1.用示波器检测机内“校正信号”波形首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示，即Y 1 (CH1)或Y 2 (CH2)，“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。开启电源开关后，调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。将示波器的“校正信号”引入上面选定的Y 通道(CH1 或CH2)，将Y 轴“输入耦合方式开关” 置于“AC”或“DC”，调节X 轴“扫描速率选择开关”(t/div 或t/cm)和Y 轴“轴入灵敏度开关(V/div 或 V/cm)”，并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置，使示波器显示屏上显示出约两个周期，垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。从示波器显示屏的坐标刻度上读得X 轴(水平)方向和Y 轴(与X 轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值)，填入表4-1，并计算出对应的实测值。校正信号标称值示波器测得的原始数据测量值幅度U P-P 0.2V 4div 0.05V/div 0.2V 频率f 1000Hz 5div 0.2ms/div 1000Hz 表4-1 观察“Y 轴输入灵敏度微调开关”和“X 轴扫描速率微调开

超级电容器实验报告

实验报告 题目C,MnO2的电化学电容特性实验姓名许树茂 学号20104016005 所在学院化学与环境学院 年级专业新能源材料与器件创新班 指导教师舒东老师 完成时间2012 年 4 月

1.【实验目的】 1. 了解超级电容器的原理； 2. 了解超级电容器的比电容的测试原理及方法； 3. 了解超级电容器双电层储能机理的特点； 4. 掌握超级电容器电极材料的制备方法； 5. 掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。 2. 【实验原理】 超级电容器的原理 超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。 图1 超级电容器的结构图 从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。 (1) 双电层超级电容器的工作原理 双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。这时对某一电极而言,会在一定距离内（分散层）产生与电极上的

示波器实验报告

示波器的原理和使用及声速测量实验报告2016年5月6日星期五粟鹏文2015011744 核51 示波器的原理和使用及声速测量 一、示波器的原理和使用 实验目的 （1）了解示波器的基本结构及其工作原理，学习使用示波器。 （2）学习电信号有关参数的基本概念及其测量。 实验原理 示波器原理 示波器按显示方式可分为阴极射线示波管和液晶显示两种。阴极射线示波器一般包括示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。 示波管为示波器的主要部分，包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，全部密封在真空玻璃外壳内。 电子枪由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极及第二阳极组成。灯丝加热表面涂有氧化物的阴极，使其发射电子。因控制栅极电位比阴极低，初速度较大的电子才能通过控制栅极，示波器上的亮度就是通过调整栅极电位来控制的。阳极电位比阴极电位高很多，电子被阴阳极间的电场加速而形成阴极射线。当控制栅极、第一阳极及第二阳极的电位调节合适时，射线收到聚焦。所以第一阳极也称聚焦阳极，而第二阳极电位更高，称为加速阳极。 偏转系统由互相垂直的偏转板组成。如果在竖直偏转板上加待测电压，在水平偏转板上加上与待测电压同周期或周期为整数倍的扫描电压，则在荧光屏上将能显示出完整周期的所加待测电压的波形图。 荧光屏上涂有荧光粉，电子打上去能发出荧光，形成光斑。性能较好的示波管中，荧光屏玻璃内表面直接刻有坐标刻度，荧光粉紧贴坐标刻度以消除视差。 李萨如图形的基本原理 如果示波器的X和Y输入是频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则屏上的光点将呈现特殊形状的轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。如果做一个限制光点x、y方向变化范围的假想方框，则图形与此框相切时，横边上的切点数n x与竖边上的切点数n y之比恰好等于Y和X输入的两正弦信号的频率之比。即：f y:f x=n x:n y，若有端点与假想边框相接时，应把一个端点记为1/2个切点。利用李萨如图形能方便得比较出两个正弦信号的频率。 实验仪器 （1)SS-7802双踪示波器 实验用SS-7802双踪示波器能够同时测量频率在20MHz范围内的两个电压信号。借助于电子开关可将两个信号交替加到示波管的Y偏转板上，当电子开关的频率足够高时，在屏上可以同时得到两个信号。其基本使用方式如下。 1.X方式选择按键(HORIZ DISPLAY)：通常选“A”方式，需要显示李萨如图时选择“X-Y”，此时CH-1为X输入，CH-2为Y输入。 2.触发方式选择按键(SWEEP MODE)：通常选“AUTO” 方式。 3.打开信号通道，如果信号线插在CH1通道，按下“CH1”键，使屏幕左下方显示“1：”，如果信号线插在CH2通道，按下“CH2”键，使屏幕左下方显示“2：”，注意，“2：”前不能出现“+”号，如果出现“+”，请看第10步。 4.如果屏幕正上方有“TV”字符显示，按下“TV”键，将该功能取消。

电容式传感器的结构及工作原理

电容式传感器——将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器。把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。下面就让艾驰商城小编对电容式传感器的结构及工作原理来一一为大家做介绍吧。 若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εS/d，式中ε为极间介质的介电常数，S为两极板互相覆盖的有效面积，d为两电极之间的距离。d、s、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。 因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类，即变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介质型电容传感器。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。 典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/5e10332168.html,/

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 =+dt d 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 RC t R RC C Ee iR U E U - ==-=) e 1(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 0dt d c =+c U U RC 由初始条件t=0时，U c =E ，得解为 RC t R RC C Ee iR U E U -===-e t - 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 2 1 T ，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 2 1==T 2.用RC 法测电容，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 wc 1 ，所以：r c U U = f cr 21π，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。

RC一阶电路的响应测试 实验报告

实验六RC一阶电路的响应测试 一、实验目的 1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。 4. 进一步学会用虚拟示波器观测波形。 二、原理说明 1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。 2.图6-1（b）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。 3. 时间常数τ的测定方法 用示波器测量零输入响应的波形如图6-1(a)所示。 根据一阶微分方程的求解得知u c＝U m e-t/RC＝U m e-t/τ。当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m。此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632 U m所对应的时间测得，如图6-1(c)所示。 (a) 零输入响应 (b) RC一阶电路(c) 零状态响应 图 6-1 4. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC T时串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当满足τ＝RC<< 2（T为方波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，这就是一个微分电路。因为此时 电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。如图6-2(a)

电测实验报告解析

《电子测量技术》实验报告 电气工程学院 姓名：李晓峰 学号：12281035 班级：电气1307班

实验一示波器波形参数测量 一、实验目的 通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。 1.熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。 2.熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。 3.熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。 二、实验设备 1.信号发生器,示波器。 示波器——SS7802A a、主要参数： SS-7802模拟示波器·具有能够选择场方式、线路的TV/视频同步功能·附有光标和读出功能·5位数计数器规格及性能·显像管：6英寸、方型8*10p(1p=10mm)约16kV·垂直灵敏度：2mV/p~5V/p（1-2-5档）（通道1、通道2）精度：±2%·频率范围：20MHz·时间轴扫描A·100ns/p~500ms/p·TV/视频同步：能够选择场方式、能够选择ODD、EVEN、BOTH、扫描线路 b、主要功能描述 示波器操作板如图所示：

包括如下五个操作控制区域： 水平控制区 【?POSITION?】：将【?POSITION?】向右旋转，波形右移。 FINE 指示灯亮时，旋转【?POSITION?】可作微调。 MAG×10 ：扫描速率提高10倍，波形将基于中心位置向左右放大。 ALTCHOP ：选择ALT（交替，两个或多个信号交替扫描）或CHOP （断续，两个或多个信号交替扫描）。 垂直控制区 INPUT：输入连接器（CH1、CH2）,连接输入信号。 EXTINPUT ：用外触发信号做触发源。外信号通过前面板的EXTINPUT接入。 【VOLTS/DIV】：调节【VOLTS/DIV】选择偏转因数。按下【VOLTS/DIV】；偏转因数显示“”符号。在该屏幕下，可执行微调程序。 【▲POSITION▼】：垂直位移，向右旋转，波形上移。

电容器基本原理

电容器基本原理 电容器的电路符号很形象的表明了它的根本功能：隔直通交。电容器的一切功用都源自于此。对于恒定直流电来说，理想的电容器就像一个断开的开关，表现为开路状态；而对于交流电来讲，理想电容器则为一个闭合开关，表现为通路状态。 在上面的图中详细描述了直流电受电容器阻隔的原因。事实上，电容器并非立刻将直流电阻隔，当电路刚接通时，电路中会产生一个极大的电流值，然后随着电容器不断充电，极板电压逐渐增强，电路中的电流在不断减小，最终电容器电压和电源电压相等且反向，从而达到和电源平衡的状态。 而在交流电方面，为方便记忆，我们可以不太严谨但形象的认为交流电能够“跳过”电容器这道“峡谷”，从而保持“正常传导”。 这里有很关键的一点需要明确：无论是直流环境还是交流环境，理想的电容器内部是

不会有任何电荷（电流）通过的，只是两极板电荷量对比发生了变化，从而产生了电场。 要想了解电容器的各种功用，我们还需要了解一下傅立叶级数。各位苦于微积分的朋友不用头晕，我们不需要去研究那些复杂的数学公式，仅仅是需要一个简单的结论：任何一个波，都可认为是多个不同的波形叠加之产物。即，一个波可以拆分成多个振幅、频率都不相同的波（包括振幅和频率为零的波）。这其实正如一个数字也能被拆分成多个其他数字的组合一样，例如3 = 1+2 = 1+1+1 = 0+3。 振幅或频率为零的波是什么？直线。对于电来说，那就是直流电，即电压恒定不变。正如世界上没有绝对的直线一样，世界上也没有绝对的直流电。尽管人们在追求尽可能理想的直流电，但直流和交流总是同时存在的。直流电中含有交流成分，交流电中也包含直流成分。当直流成分占主导地位时，就认为其乃直流电；当交流成分占主导地位时，就认为是交流电。这很像太极所描述的阴中有阳，阳中有阴。 直流和交流总是共存的 事物的具体应用都是由基本原理派生出的，哪怕你不理解只是死记硬背，同样也能够很容易得理解它的具体应用。毕竟，对于基本原理来说，往往仅仅需要知其然即可，例如1+1=2。对于电容器来说，我们需要明白两点：隔直通交和不走电荷。 基于电容器隔直通交和不走电荷的原理，其应用方式也就应运而生了。在目前我们在电脑板卡上常见的电容器应用主要有：电源滤波、耦合与去藕、信号滤波。 电容器的应用：电源滤波 正如之前所说，世界上没有绝对的直流电，为了给设备提供尽可能理想化的直流供电，我们需要一些途径将交流成分尽量剔除。因此，供电滤波电路成为了每一块主板和显卡必备的电路组成部分，没了它们，我们的电脑就无法正常工作。

传感器实验报告(电容式传感器)

传 感 器 技 术 实 验 报 告 院（系） 机械工程系 专业 班级 姓 名 同组同学 实验时间 2014 年 月 日，第 周，星期 第 节 实验地点 单片机与传感器实验室 实验台号 实验五 电容式传感器的位移特性实验 一、实验目的 1. 了解电容式传感器结构及其特点； 2. 掌握差动变面积式电容传感器的位移实验技术。 二、实验仪器 电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源、绝缘护套 三、实验原理 电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器，它实质上是具有一个可变参数的电容器。利用平板电容器原理： d S d S C r ??= = εεε0 式中，S 为极板面积，d 为极板间距离，ε0真空介电常数，εr 介质相对介电常数，由此可以看出当被测物理量使S 、d 或εr 发生变化时，电容量C 随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。这里采用变面积式，如图1两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。 图1 差动式电容传感器原理图 四、实验内容与步骤 1．按图2将电容传感器安装在传感器固定架上，将传感器引线插入电容传感器实验模块插座中。 2．将实验模板上的Rw 调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时转5圈)，Rw 确定

后不要改动。按照图3所示，将电容传感器模块的输出U O接到数显直流电压表，将实验台的±15V电源接到传感器模块上。 3．检查接线无误后，开启实验台电源，用电压表2V档测量“电容传感器模块”的输出，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示０ｖ，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。 图2 电容传感器安装示意图图3 电容传感器位移实验接线图 4．旋动测微头，推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔0.2mm记录位移量X与输出电压值V的变化，填入下表，关闭电源。 位移X(mm) 电压V(mV) 五、注意事项 1. 传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 2. 做实验时，不要接触传感器，否则将会使线性变差。 六、实验报告 根据表1计算系统灵敏度S＝ΔV/ΔX（ΔV为输出电压变化量，ΔX为位移变化量）。 七、思考题 电容传感器可以分为哪几种类型？本实验采用的是那种类型？ 答：