交流电容器破坏性试验研究报告
一、试验目的
通过交流电容器破坏性试验，验证电容器压力释放阀的作用，观察和评估交流电容器损
坏的故障情况和后果。为交流电容器的安全应用提供依据。
二、试验方法
本试验依据《TB/T 3075‐2003 铁路应用 机车车辆设备 电力电子电容器》2.16破坏性试
验方法进行，对自愈式金属化膜交流电容器进行破坏性试验。试验采用图1所示原理电路，
通过具有高内部阻抗的直流电源来引发元件中的故障，然后施加交流电压以检查电容器的性
能。
图1 交流电容器破坏性试验电路图
受试验时间限制，我们对试验方法的具体操作进行了改进：
（1）被试品（交流电容器）未经过耐久性试验；
（2）采用高于标准要求的直流电源，以更快的引发交流电容器产生内部故障。
三、试验条件
被试品：AGMJ 0.6kV 200uFx3交流滤波电容器 1# 油浸式电容器
AGMJ 0.6kV 200uFx3交流滤波电容器 2# 油浸式电容器
AGMJ3 0.55kV 190uFx3 交流滤波电容器 3# 干式电容器
试验设备：安全防护不锈钢箱、试验电路设备、电压/电流谐波分析、摄像装置等
试验人员：冯申荣、刘清
试验地点/时间：无锡 2013‐6‐18~2013‐6‐19
四、试验情况描述
（1）、1#被试品试验情况描述
a，试验开始时，对交流电容器的容值、损耗角正切值进行测量。记录如下：
项目 A‐B A‐C B‐C 备注
端子间电容值 301.63 301 302.41 正常值
损耗解正切值 0.07% 0.19% 0.07% A‐C端子间存在缺陷电容
器元件
b，各端子间加直流电压进行破坏，直流电压从2000Vdc逐步增加至5010Vdc，伴随“啪啪”
的电容器自愈声响，15min钟电容器破坏。电容器参数记录如下：
项目 A‐B A‐C B‐C 备注
端子间电容值 311.13 291.13 299.6 电容值在允许范围内
损耗解正切值 13.77% 1.48% 3.88% 电容器被被坏，损耗解明
显变大
c,电容器端子A‐C加400Vrms交流电压，观察交流电容器的损坏过程和现象。
图2 施加交流电压前
图3 交流电压施加约30min后，压力释放阀开始冒油
图4 压力释放阀释放出大量烟雾
图5 大量烟雾，压力释放阀打开，内部硅油及碳化物喷出
图6 试验箱外部烟雾
图7 交流电容器压力释放阀打开后，内部硅油及碳化物喷出导致明火
图8 交流电容器外壳严重变形
1#试验品过程中，未实时监视进入交流电容器的电压、电流值。
（2）、2#被试品试验情况描述
a，试验开始时，对交流电容器的容值、损耗角正切值进行测量。记录如下： 项目 A‐B A‐C B‐C 备注 端子间电容值 298.34 297.98 298.13 正常值
损耗解正切值 0.02% 0.02% 0.02% 正常值
b，各端子间加直流电压进行破坏，直流电压从4000Vdc逐步增加至5600Vdc，伴随“啪啪”
的电容器自愈声响，5min钟电容器破坏。电容器参数记录如下：
项目 A‐B A‐C B‐C 备注
端子间电容值 296.26 306.86 306.59 电容值在允许范围内
损耗解正切值 13.09% 5.47% 1.35% 电容器被被坏，损耗解明
显变大
c,电容器端子A‐C加400Vrms交流电压，观察交流电容器的损坏过程和现象。
图8 施加交流电压前
图9 交流电压施加约20min后，压力释放阀开始冒油
图10 产生少量烟雾，外壳开始变形
图11 大量烟雾，压力释放阀打开
图12 压力释放阀完全打开，伴随大量烟雾
图13压力释放阀被拉断并飞出，交流电容器外壳严重变形
图14压力释放阀被拉断，但电容器未产生明火
压力释放阀完全打开后又突然烟雾停止，约1s后，压力释放阀被拉断并飞出。推断此过程中存在压力释放阀被堵塞的情况。
图15 电容器端子电流波形，电流尖峰时刻试验电路过流保护
试验过程中，监视被试品基波电压、电流，一直稳定在400Vrms/29A。
（3）、3#被试品试验情况描述
a，试验开始时，对交流电容器的容值、损耗角正切值进行测量。记录如下：
项目 A‐B A‐C B‐C 备注
端子间电容值 290.56 291.09 290.87 正常值
损耗解正切值 0.05% 0.06% 0.06% 正常值
b，各端子间加直流电压进行破坏，直流电压逐步增加至3000Vdc，伴随“啪啪”的电容器
自愈声响，15min钟电容器破坏。电容器参数记录如下：
项目 A‐B A‐C B‐C 备注
端子间电容值 303.7 355.0 306.0 B‐C电容器值异常
损耗解正切值 8.15% 31.37% 12.02% 电容器被被坏，损耗解明
显变大
c,电容器端子A‐C电压不能直接施加400Vrms。交流电压值从190V经过一段时间后，电容器
发生自愈，端子间电压恢复至400Vms。
图16 施加交流电压前
图17 交流电压施加约60min后，压力释放阀开始冒油较轻微
（d）压力释放阀动作后（冒油），出现很轻微的白烟，持续时间约3s白烟消失。切断电源
后对交流器的参数进行测试。
项目 A‐B A‐C B‐C 备注
端子间电容值 54.3 / 82.46 电容器值明显降低
损耗解正切值 4.76% / 7.48% 电容器被被坏，损耗解明
显变大
（e）重新施加交流电进行试验120min，外壳发生轻微形变，未风明显现象。
图18 试验结束时，外壳发生轻微变壳
图19 右部为干式电容器端子电流波形，终止试验时电流值约19A
五、交流电容器故障品分析
（1）3台被试品电容器在试验过程中，压力阀均能够打开；
（2）试验过程中，两台油浸式电容器的损坏较为明显，均伴随大量烟雾，一台产生明火；干式电容器轻微烟雾，外壳变形小；
（3）试验结束时，对电容器进行解剖，干式电容器的损坏情况相对较为轻微。
图20 1#电容器解剖图，损坏严重
图21 2#电容器解剖图，损坏很严重
图22 3#电容器解剖图，中间部位4只元件完全炭化，损坏相对轻微
五、破坏性试验结论
破坏性试验表明了电容器的损坏过程、后果。
a, 压力释放阀均能正常打开；
b, 油浸式电容器的压力释放阀虽然动作，但不能有效避免产生大量烟雾、起火； b, 干式电容器的损坏情况相对较为轻微，压力释放阀能够打开，无大量烟雾。
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)
避雷器试验 一．实验目的： 了解阀型避雷器的种类、型号、规格、工作原理及不同种类避雷器的结构和适用范围，掌握阀型避雷器电气预防性试验的项目、具体内容、试验标准及试验方法。 二．实验项目： 1．FS-10型避雷器试验 （1）．绝缘电阻检查 （2）．工频放电电压测试 2．FZ-15型避雷器试验 （1）．绝缘电阻检查 （2）．泄漏电流及非线性系数的测试 三．实验说明： 阀型避雷器分普通型和磁吹型两类，普通型又分FS型（配电型）和FZ型（站用型）两种。它们的作用过程都是在雷电波入侵时击穿火花间隙，通过阀片（非线性电阻）泄导雷电流并限制残压值，在雷电过后又通过阀片减小工频续流并通过火花间隙的自然熄弧能力在工频续流第一次过零时切断之，避雷器实际工作时的通流时间≯10ms（半个工频周期）。FS型避雷器的结构最简单，如图4-1所示，由火花间隙和非线性电阻（阀片）串联组成。FZ型避雷器的结构特点是在火花间隙上并联有均压电阻（也为非线性电阻），如图4-2所示，增设均压电阻是为了提高避雷器的保护性能，因为多个火花间隙串联后将引起间隙上工频电压分布不均，并随外瓷套电压分布而变化，从而引起避雷器间隙恢复电压的不均匀及不稳定，降低避雷器熄弧能力，同时其工频放电电压也将下降和不稳定。加上均压电阻后，工频电压将按电阻分布，从而大大改善间隙工频电压的分布均匀度，提高避雷器的保护性能。非线性电阻的伏安特性式为：U=CIα，其中C 为材料系数，α即为非线性系数（普通型阀片的α≈0.2、磁吹型阀片的α≈0.24、FZ型避雷器因均压电阻的影响，其整体α≈0.35～0.45），其伏安特性曲线如图4-3所示。可见流过非线性电阻的电流越大，其阻值越小，反之其阻值越大，这种特性对避雷器泄导雷电流并限制残压，减小并切断工频续流都很有利。另外，FS型避雷器的工作电压较低（≤10kv），而FZ型避雷器工作电压可做到220kv。FZ型避雷器中的非线性电阻（均压电阻和阀片）的热容量较FS型为大，因其工作时要长期流过工频漏电流（很小、微安级）。磁吹型避雷器有FCZ型（电站用）和FCD型（旋转电机用）两种，其结构与FZ型相似，间隙上都有均压电阻，只是磁吹型避雷器采用磁吹间隙，并配有磁场线圈和辅助间隙。由于以上结构上的不同，所以对FS 型和FZ（FCZ、FCD）型避雷器的预防性试验项目和标准都有很大的不同。 根据《电力设备预防性试验规程》，对FS型避雷器主要应做绝缘电阻检查和工频放电电压试验，对FZ（及FCZ、FCD）型避雷器则应做绝缘电阻检查和直流泄漏电流及非线性系数的测试。只有在其解体检修后才要求做工频放电电压试验（需要专门设备）。避雷器其它的预防性试验还包括底座绝缘电阻的检查、放电计数器的检查及瓷套密封性检查等。 避雷器试验应在每年雷雨季节前及大修后或必要时进行。绝缘电阻的检查应采用电压≥2500v及量程≥2500MΩ的兆欧表。要求对于FS型避雷器绝缘电阻应不低于2500MΩ；FZ（FCZ、FCD）型避雷器绝缘电阻与前次或同类型的测试值比较，不应有明显差别。FS型避雷器的工频放电电压试验的合格值如表4-1所列。 表 FZ型避雷器的直流泄漏电流及非线性系数的测试的试验电压及电导电流值如表4-2所列，所测泄漏电流值
产品概述：无功负荷电流增大了供电系统损耗,而我国目前配电网多数采用变电站固定电容器组无功补偿方式,由于缺少无功调节手段,在供电峰谷期间功率因数波动较大,出现过补和欠补问题。ZRTBBZ型35kv高压无功补偿自动调容成套装置，使用无功自动控制器检测电网电压及功率因数，通过对电网电压和功率因数的综合判定，可同时控制两台主变的自动有载调压及两段母线上的无功补偿电容的自动投切，实现平衡系统电压，提供功率因数。减少线损，保护供电质量，解决无功过补偿和欠补偿问题。 型号说明 ZRTBBZ 主要技术参数 额定电压：35kV 额定频率：50Hz 单台柜额定容量：最小1000-3600kVar最大 中性点接线方式：非有效接地或中性点绝缘。 使用条件： 使用条件 ◆安装地点：户内/户外 ◆环境温度：-20℃～+40℃ ◆相对湿度：≤90％（25℃） ◆海拔高度：≤2000米 安装场所应无剧烈机械振动、应无有害气体及蒸汽、应无导电性或爆炸性尘埃工作方式及特点
1装置主要有高压并联电容器组、串联铁心电抗器、电容器投切开关真空断路器、电流互感器、氧化锌避雷器、放电线圈，无功功率自动补偿控制器，电容器专用微机保护单元等组成。 2装置采用先进的功率因数及无功缺口投切，通过自动组合，能以最少的电容器组数和最少的高压真空开关实现最多级数的调容，不至于引起成本的大幅度提高，具有很好的性能价格比。也可根据用户的要求进行均分配置，逐级投切。 3喷逐式熔断器与电容器串联，当电容器内部有部分串联段（50%—70%）击穿时，熔断器动作，将该台故障电容器迅速从电容器组切除，有效防止故障扩大。 4放电线圈并联在电容回路，当电容器组从电源退出运行后，能使电容器上的剩余电压在五秒内自额定电压峰值降至50v以下 5串联电抗器串联在电容器回路中，以限制投切电容器组中的高次谐波，降低合闸涌流，串联电抗器的电抗率仅对于限制涌流的取0.1%—1%，对于限制五次以上的谐波，选用4.5%—6%，对于抑制三次以上谐波，选用12%—13% 6.结构设计合理，热、动稳定性好，柜式的带电显示装置主要用于显示装置的带电状态，并有程序锁、观察窗，具有强制闭锁功能；室外装置有围栏，确保运行和维护人员安全。 7.对于装置的外形尺寸、颜色及进线方式，可根据用户要求进行设计 8.采用ZRWKG型高压无功补偿控制器自动控制电容器的投切，自动化程度高，测量、显示、控制、通信功能齐全，可根据无功功率投切电容器组，自动补偿负荷无功功率，无需人工干预，功率因数在0.95以上，在外部故障或停电自动退出，送电后自动回复运行，控制器可显示历史数据-有功功率-无功功率-视在功率- 功率因数感性容性-系统电流-电压-谐波显示3-29次-历史数据报表；
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；
《避雷器耐压试验》 避雷器直流耐压试验 避雷器直流耐压试验一、试验目的 避雷器施加高压电压时，避雷器不可避免地要产生泄流电流，这时衡量避雷器质量好坏是否合格的一个重要指标。 二、试验数据其试验数据≦50微安三、实验步骤 1、首先拆除避雷器上与计数器连线。 2然后用计数器检测仪将计数器进行试验。 3、用摇表测量避雷器上口对底座，上口对地及底座对地的绝缘电阻，其阻值应≥2500兆欧。3连接操作箱与直流高压发生器及避雷器之间的连线，仪器必须可靠接地。 4、合上电源开关，按下操作箱上的“启动”按钮，“电源”指示灯亮，慢慢调节“粗调”旋钮，操作箱电压表显示所调电压，当微安表显示电流接近1000微安时，可用“细调”旋钮调节，当微安表显示1000微安时，停止调节，快速记录电压表电压值，同时按下75%电压显示锁存按钮，将电压表电压降至75%的电压值，然后开始计时1分钟，1分钟后记录微安表上显示的电压值。 6、降压，当电压表上电压显示为零时，“零位”指示灯亮，按下“停止”按钮和电源开关。 7、用放电棒对高压发生器及避雷器进行充分放电。 8、然后用摇表摇测避雷器上口对地，上口对底座，底座对地的绝缘电阻。 9、恢复所拆避雷器及计数器接线。 四、注意事项 1、试验设备在通电前，务必接上地线。 2、实验前应将避雷器清扫干净，以减少测量误差。 3、接好线应复查无误后方可加压，同时应检查接地是否良好。 4、开机前应检查操作箱“粗调”“细调”旋钮是否良好，是否在零位。 5、实验前，应检查电源电压AC220V。
6、加压速度不能太快，以防止突然高压损坏避雷器。 7、在试验过程中应密切观察避雷器及各表计，如出现异常情况，应立即降压，并切断操作箱电源，停止操作。 五、主接线图 避雷器直流耐压试验.doc 避雷器直流耐压试验一、试验目的 避雷器施加高压电压时，避雷器不可避免地要产生泄流电流，这时衡量避雷器质量好坏是否合格的一个重要指标。 二、试验数据其试验数据?50微安三、实验步骤 1、首先拆除避雷器上与计数器连线。 2然后用计数器检测仪将计数器进行试验。 3、用摇表测量避雷器上口对底座，上口对地及底座对地的绝缘电阻，其阻值应?2500兆欧。3连接操作箱与直流高压发生器及避雷器之间的连线，仪器必须可靠接地。 4、合上电源开关，按下操作箱上的“启动”按钮，“电源”指示灯亮，慢慢调节“粗调”旋钮，操作箱电压表显示所调电压，当微安表显示电流接近1000微安时，可用“细调”旋钮调节，当微安表显示1000微安时，停止调节，快速记录电压表电压值，同时按下75%电压显示锁存按钮，将电压表电压降至75%的电压值，然后开始计时1分钟，1分钟后记录微安表上显示的电压值。 6、降压，当电压表上电压显示为零时，“零位”指示灯亮，按下“停止”按钮和电源开关。 7、用放电棒对高压发生器及避雷器进行充分放电。 8、然后用摇表摇测避雷器上口对地，上口对底座，底座对地的绝缘电阻。 9、恢复所拆避雷器及计数器接线。 四、注意事项 1、试验设备在通电前，务必接上地线。 2、实验前应将避雷器清扫干净，以减少测量误差。
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
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
破坏性试验的虚拟复现 作者：焦晓娟; 任天荣; 林楠; 张励; 杨积东 作者单位：上海航天技术研究院第八设计部; 上海航天技术研究院第八设计部上海 文献来源：系统仿真学报发表时间：2006-12-30来源库：期刊 被引频次：0下载频次：31 摘要：采用动力学仿真软件ADAMS虚拟复现了某破坏性试验的全过程,得到了相关难于测量的关键设计参数数值,采用有限元分析软件ANSYS对零部件进行破坏原因复核,分析结果与试验现象、断裂力学理论分析结论一致,进而确认了破坏性试验虚拟复现的正确性、有效性。 高储能密度陶瓷电容器电气可靠性研究 作者：朱志芳,林福昌,戴玲,赵正涛日期：2004 会议名称：中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议会议录：中国电机工程学会高电压专业委员会2004年学术会议论文集(第二卷) 关键词：可靠性破坏性检测 破坏性物理分析(DPA)技术的应用 作者：牛付林日期：2004 会议名称：中国电子学会可靠性分会第十二届学术年会会议录：中国电子学会可靠性分会第十二届学术年会论文集 关键词：破坏性物理分析可靠性 电子元件可靠性研究的新进展 作者：王锡清日期：1998 会议名称：中国电子学会第十届电子元件学术年会会议录：中国电子学会第十届电子元件学术年会论文集 关键词：可靠性增长破坏性物理分析 DPA是提高电子元器件使用可靠性的重要手段 作者：张素娟,田立平,周永宁,郑鹏洲日期：2001 会议名称：第九届全国可靠性物理学术讨论会会议录：第九届全国可靠性物理学术讨论会论文集 关键词：可靠性破坏性物理分析 DPA技术在军用瓷介电容器生产中的应用 作者：蔡明通刊名：电子产品可靠性与环境试验出版日期：2009 期号：第4期 破坏性物理分析(DPA)在评价元器件质量水平方面的作用 作者：牛付林，宋芳芳刊名：电子质量出版日期：2004 期号：第4期 机载设备电子元器件应用DPA方法浅析 作者：孙锦阳刊名：军用标准化出版日期：2002 期号：第5期
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
10kV氧化锌避雷器预防性试验作业指导书（范本） 编号：×××10kV×××线路×××避雷器预防性试验作业指导书（范本）编写：年月日 审核：年月日 批准：年月日 作业负责人： 试验日期：年月日时至年月日时 1范围：本指导书适用于××省电力公司10kV×××线路×××氧化锌避雷器预防性试验作业。 2引用标准 国家电网安监200583号文《电力安全工作规程》（发电厂和变电所部分） GB11032-2000交流无间隙金属氧化锌避雷器 DL/T804-2002交流电力系统金属氧化锌避雷器使用导则 DL/T596-1996电力设备预防性试验规程 配电网、开关站（开闭所）运行管理制度、检修管理制度、运行管理标准、现场运行规程 35kV及以下电力设备预防性试验及定期检验规定 3工作前准备 准备工作安排
竣工 √序号内容责任人员签字 1清理工作现场，拆除安全围栏，将工器具全部收拢并清点 2拆除试验临时电源，检查被试验设备上无遗留工器具和试验有导地线 3做好试验记录，记录本次试验内容，反措或技改情况，有无遗留问题以及试验结果 4会同验收人员对现场安全措施及试验设备的状态(风扇电源、分接开关位置等)进行检查，并恢复至工作许可时状态 5经全部验收合格，做好试验记录后，办理工作终结手续 5试验总结 序号试验总结 1试验结果 2存在问题及处理意见 6指导书执行情况评估 存在问题 改进意见 7附录试验记录无间隙金属氧化物避雷器试验原始记录 标识编号试验日期 安装地点安装屏号 环境温度环境湿度 试验负责人试验参加人员 记录审核
铭牌参数 型号额定电压 系统运行电压出厂序号 出厂时间生产厂家 绝缘电阻和直流试验 编号UImA（KV）I75UImA（μA）绝缘电阻（M?） 交流试验 编号试验电压（KV）Ix（μA，rms）Ir（μA，Peak） P（mW/KV） 放电计数器动作检查 编号 动作情况 结论 备注
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。
10kV氧化锌避雷器预防性试验作业指导书（范本）编号：×××10kV×××线路×××避雷器预防性试验作业指导书（范本）编写：年月日 审核：年月日 批准：年月日 作业负责人： 试验日期：年月日时至年月日时 1范围：本指导书适用于××省电力公司10kV×××线路×××氧化锌避雷器预防性试验作业。 2引用标准 2.1国家电网安监200583号文《电力安全工作规程》（发电厂和变电所部分） 2.2 GB11032-2000交流无间隙金属氧化锌避雷器 2.3 DL/T804-2002交流电力系统金属氧化锌避雷器使用导则 2.4 DL/T596-1996电力设备预防性试验规程 2.5 配电网、开关站（开闭所）运行管理制度、检修管理制度、运行管理标准、 现场运行规程 2.6 35kV及以下电力设备预防性试验及定期检验规定 3工作前准备 3.1准备工作安排 序号内容标准责任人备注 1 开工前，准备好试验所需仪器仪表、工器具、相关材料、相关图纸及相关技术资料仪器仪表、工器具应试验合格，满足本次试验的要求，材料应齐全，图纸及资料应附合现场实际情况 2 了解被试设备出厂和历史试验数据，分析设备情况明确设备状况 3 根据本次作业内容和性质确定好试验人员，并组织学习本指导书要求所有工作人员都明确本次工作的作业内容、进度要求、作业标准及安全注意事项 4 根据现场工作时间和工作内容填写工作票工作票填写正确 3.2试验工器具 序号名称规格型号单位数量备注 1 兆欧表只1 2 金属氧化锌避雷器阻性电流测试仪器台只 1 3 试验变压器只 1 4 调压器只 1 5 分压器只 1 6 导地线根 1 注：试验工具、规格根据现场实际情况选用。
试验日期：2006年3月11日安装位置：10kV电容器组 1.铭牌 型号BAMH 11/ 3 -5100-1×3W 额定电压11/ 3 kV 额定容量51000KVAr额定电流268A 绝缘水平42kV/75kV温度类别25/B 额定频率50Hz出厂编号H430 生产日期2005年4月相数3 实测电容μF143.4 143.5 143.5 制造厂佛山市顺德润华电力电容器有限公司 2.电容值测试：温度：23℃电容单位：μF 编号 A A’A’ x Ax B’B B’ y By CC’C’z Cz H430实测 值289.1289.0144.3289.1288.6144.4288.8288.0144.4 3.交流耐压试验：绝缘单位：MΩ使用2500V摇表 项目试验电压时间 试前绝缘电 阻试后绝缘电 阻 结果 A-BC26kV60S4000040000通过B-AC26kV60S4500045000通过C-AB26kV60S4000040000通过 4、试验结果：合格。 5、所用仪器、仪表：3124电动摇表 ELC-131D电容表交流耐压试验变 《10kV电容器试验报告》 试验人员：试验负责人： 试验日期：2006年3月11日 安装位置：10kV电容器组 1.铭牌 型号BAMH 11/ 3 -5100-1× 3W额定电压11/ 3 kV 额定容量51000KVAr额定电流268A 绝缘水平42kV/75kV温度类别25/B 额定频率50Hz出厂编号H430 生产日期2005年4月相数3 实测电容μF143.4 143.5 143.5制造厂佛山市顺德润华电力电容器有限公司 2.电容值测试：温度：23℃电容单位：μF
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：
避雷器 第一条阀式避雷器试验项目及要求： 1、测量绝缘电阻： 1）用2500V兆欧表测量。 2）FZ（PBC、LD）FCZ和FCD型避雷器的绝缘电阻自行规定，但与前一次或同一类型的测量数据进行比较不应有显著变化。 3）FS型避雷器绝缘电阻应不低于2500MΩ。 4）FZ、FCD和FCZ型主要检查并联电阻通断和接触情况。 2、测量电导电流及检查串联组合元件的非线性系数差值。 1）FZ、FCD、FCZ型避雷器的电导电流按制造厂标准（见附录E），修理与历年数据比较不应有显著变化。 2）同一相内串联组合元件的非线性数差值，不应大于0.05，电导电流相差值（%）不应大于30%。 3）试验电压如下： 4）整流回路中，应加滤波电容器其中电容值一般为0.01～0.1uf,并应在高压侧测量电压。 5）由两个及以上元件组成的避雷器，应对每个元件进行试验。 6）非线性系数差值及电导电流相差值计算见附录E。 7）有条件时可用带电测避雷器的电导电流代替。 8）运行中PBC型避雷器的电导电流一般不小于300～400uA 。 3、测量工频放电电压。 1）FS型避雷器的工频放电电压在下列范围内：
第二条金属氧化物避雷器的试验项目。 1、绝缘电阻。 2、直流I ma电压（U ImA）及0.75U ImA下的泄漏电流。 3、运行电压下的交流泄漏电流。 4、工频参考电流下的工频参考电压。 5、底座绝缘电阻。 第三条绝缘电阻的测量，采用2500V兆欧表，35KV及以下，不低于1000MΩ。 第四条 U1mA及0.751mA的泄漏电流，U1mA与制造厂规定或初始值比较，变化不应大于±5%，0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA。 试验时，要记录环境温度和相对湿度，测量电流的导线应使用屏蔽线。 第五条运行电压下的交流泄漏电流，测量运行电压下的全电流，阻性电流或功率损耗，与初始值比较，有明显变化时应加强监测，当阻性电流增加一倍时，应停电检查。初始值为交接试验或投产试验时的测量值。 第六条工频参考电流下的工频参考电压，应符合制造厂规定。 第七条底座绝缘电阻，采用2500V兆欧表，与出厂值比较，无明显差别。
交流电容器破坏性试验研究报告 一、试验目的 通过交流电容器破坏性试验，验证电容器压力释放阀的作用，观察和评估交流电容器损 坏的故障情况和后果。为交流电容器的安全应用提供依据。 二、试验方法 本试验依据《TB/T 3075‐2003 铁路应用 机车车辆设备 电力电子电容器》2.16破坏性试 验方法进行，对自愈式金属化膜交流电容器进行破坏性试验。试验采用图1所示原理电路， 通过具有高内部阻抗的直流电源来引发元件中的故障，然后施加交流电压以检查电容器的性 能。 图1 交流电容器破坏性试验电路图 受试验时间限制，我们对试验方法的具体操作进行了改进： （1）被试品（交流电容器）未经过耐久性试验； （2）采用高于标准要求的直流电源，以更快的引发交流电容器产生内部故障。 三、试验条件 被试品：AGMJ 0.6kV 200uFx3交流滤波电容器 1# 油浸式电容器 AGMJ 0.6kV 200uFx3交流滤波电容器 2# 油浸式电容器
AGMJ3 0.55kV 190uFx3 交流滤波电容器 3# 干式电容器 试验设备：安全防护不锈钢箱、试验电路设备、电压/电流谐波分析、摄像装置等 试验人员：冯申荣、刘清 试验地点/时间：无锡 2013‐6‐18~2013‐6‐19 四、试验情况描述 （1）、1#被试品试验情况描述 a，试验开始时，对交流电容器的容值、损耗角正切值进行测量。记录如下： 项目 A‐B A‐C B‐C 备注 端子间电容值 301.63 301 302.41 正常值 损耗解正切值 0.07% 0.19% 0.07% A‐C端子间存在缺陷电容 器元件 b，各端子间加直流电压进行破坏，直流电压从2000Vdc逐步增加至5010Vdc，伴随“啪啪” 的电容器自愈声响，15min钟电容器破坏。电容器参数记录如下： 项目 A‐B A‐C B‐C 备注 端子间电容值 311.13 291.13 299.6 电容值在允许范围内 损耗解正切值 13.77% 1.48% 3.88% 电容器被被坏，损耗解明 显变大 c,电容器端子A‐C加400Vrms交流电压，观察交流电容器的损坏过程和现象。
电容、电阻测量实验报告 实验目的：1、掌握电容测量的方案，电容测量的技术指标 2、学会选择正确的模数转换器 3、学会使用常规的开关集成块 4、掌握电阻测量的方案，学会怎样达到电阻测量的技术指标 实验原理： 一、数字电容测试仪的设计 电容是一个间接测量量，要根据测出的其他量来进行换算出来。 1）电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波，通过测出脉宽的时间来测得电容的值 T=kR C K和R是可知的，根据测得的T值就可以得出电容的值 2）电容也可以和电感构成谐振电路，通过输入一个信号，改变信号的输入频率，使输入信号和LC电路谐振，根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。 二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计 电阻是一个间接测试量，他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值 电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法 这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题 1）恒流测压法 输入一个恒流，通过运放电路输出电压值，根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值，就可以得出待测电阻的阻值。 2）恒压测流法 输入一个恒压，通过运放电路算出电流值，从而得出电阻值 方案论证：数字电容测试仪 用555组成的单稳电路测脉宽 用555构成多谐振荡器产生触发脉冲 多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。 T1=0.7*（R1+R2）*C T2=0.7*R2*C 当R2〉〉R1时，占空比为50% 单稳电路是由低电平触发，输入的信号的占空比尽量要大 触发脉冲产生电路
电容测试电路 Tw=R*Cx*㏑3
R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路，这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。当待测电容为一大电容时，选择一个小电阻；当电容较小时，选择一个较大的电阻。使输出的脉宽不至于太大或者太小，用以提高测量的精度和速度。 R*C不能取得太小，R*C*㏑3≥T2，如果R*C取得太小，使得充放电时间太小，当来一个低电平时，电路迅速充电完毕，此时输入信号仍然处于低电平状态，输出电压为高电平，此时的脉宽就与RC无关，得到的C值就不是所要测的电容值。 仿真波形： 、 从仿真波形可以看出Tw=1.1058ms 根据公式Tw=1.1*R*C可以得出C=100uf 多联电位器电阻路间差测试仪设计方案 软件设计流程图 主程序流程图：
避雷器 避雷器带电测试 [1] 2.测试容及原理 2.1 测试容 a) 全电流 b) 阻性电流（或功率损耗） c) 泄漏电流谐波；判定老化的重要方法 d) 各相泄漏电流与运行电压相角差 2.2 测试原理 在交流电压下，避雷器的总泄漏电流包含阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。在正常运行情况下流过避雷器的主要为容性电流，阻性电流只占很小一部分，为5%～20%。但当电阻片老化后，避雷器受潮、部绝缘部件受损以及表面严重污秽时，容性电流变化不大，阻性电流大大增加。所以带电测试主
要是检测泄漏电流及其阻性分量[3]。 3.国常用测试方法 a) 全电流法； b) 补偿法(阻性电流法)；采用电压互感器二次接线信号(局里主要采用方式) c) 谐波法； d) 测温法; e) 改进补偿法；采用检修箱电源作为电压信号代替PT二次电压[4] 4.测试方法及测试设备 (1) 设备：伏安电气ZD-1型金属氧化物避雷器阻性电流带电测量仪 (2) 测试方法，可参考《金属氧化物避雷器带电测试作业指导书》[5]，目前相关测试接线方法大致有以下几种，如下图所示[6]
(3) 干扰及改进方法 干扰原因：测量三相氧化锌避雷器时，由于相间干扰影响，A、C 相电流相位都要向B 相方向偏移，一般偏移角度2°～4°左右，这导致A 相阻性电流增加，C 相变小甚至为负[6]。相间干扰向量图见图4。 改进方法:采用自动边补方式[6]，自动边补（边相补偿）原理是假定B相对A、C相影响是对称的，测量出I c超前I a的角度Φca，A相补偿Φoa=（Φca-120°）
/2，C相补偿Φoc=-（Φca-120°）/2。 5.典型故障数据 (1) 220 kV I 母A 段避雷器A 相型号为Y10W5-220 / 520W[7] 2007年7月21日 2007年8月2日 6.典型故障原因 a) 结构受损，避雷器部受潮[4] b) MOA阀片老化，引起阀片击穿[8]
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
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 =fcr 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 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，天出适合的频率，即可在峰值处读出电容两端的电压，在把连在电容两端的线接在电阻两侧，读出电阻的电压。改变频率，同理测出6组数据。即可用公式算出电容。 六、 数据记录及处理（保留必要的数据计算的步骤、误差计 算及规范的结果表达式()N N u =±，100%r u u N = ? ） 半衰期法：标准电容C=0.1微伏，R=200欧。 测得半衰期t= 15μs
基础实验物理报告 学院专业： 实验名称 介电常数实验报告姓名班级 学号 一、实验原理 二、实验设备 三、实验内容 四、实验结果
一、实验原理 介电常数是电介质的一个材料特征参数。 用两块平行放置的金属电极构成一个平行板电容器，其电容量为： S C D D 为极板间距， S 为极板面积，ε即为介电常数。材料不同ε也不同。在真空中的介电常数为 0 ，08. 851012 F / m 。 考察一种电介质的介电常数，通常是看相对介电常数，即与真空介电常数相比的比值 r 。 如能测出平行板电容器在真空里的电容量C1及充满介质时的电容量C2，则介质的相对介电常数即为 ε r C 2 C 1 然而 C1、 C2的值很小，此时电极的边界效应、测量用的引线等引起的分布电容已不可 忽略，这些因素将会引起很大的误差，该误差属系统误差。本实验用电桥法和频率法分别测出固体和液体的相对介电常数，并消除实验中的系统误差。 1．用电桥法测量固体电介质相对介电常数 将平行板电容器与数字式交流电桥相连接，测出空气中的电容C1和放入固体电介质后的电容C2。 C 1 C 0 C 边1 C 分1 C 2 C 串C 边 2 C 分 2 其中 C0是电极间以空气为介质、样品的面积为S 而计算出的电容量： C 00 S D C 边为样品面积以外电极间的电容量和边界电容之和， C 分为测量引线及测量系统等引起的分 布电容之和，放入样品时，样品没有充满电极之间，样品面积比极板面积小，厚度也比极板的间距小，因此由样品面积内介质层和空气层组成串联电容而成C 串 ，根据电容串联公式有： ε0 Sεrε0S C 串D-t t εrε0 S ε0 Sεrε0S t εr(D-t) D t t