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用RC 电路测电容【实验目的】1、观察电容充放电现象，了解电容特性；2、利用电容器的充、放电测定电容；3、根据电容容抗的频率特性测定电容。
【仪器仪器】两个电容（其中一个为电解电容，电容值470F μ；另一个电容值约为0.1F μ），电阻箱，直流电源，信号发生器，数字万用电表，示波器，导线．开关等。
【实验原理】1．电容器电容器是常用电子元件之一，其符号如图l 所示，用C 表示．常用电容器以两层金属箔（膜）为极板。
极板中间有一层绝缘材料作为介质。
极板上可积聚等量异号的电荷Q,两极板的电压为U ，两者成线性关系，其比值即为电容电容符号电容的基本单位是F ，这个单位太大，常用单位有F μ和pF ：薄膜介质电容、纸介质电容和电解电容器等，常用的电解电容器电容值较大，且有正负极性，使用时应注意将正极接高电位，负极接低电位；如果极性接反，会将电容器击穿损坏．电容的主要参数有：电容值和额定工作电压。
由于电容的充放电特性，以及电容具有隔直流和通交流的能力，在电子技术中使用十分普遍，常用于滤渡电路、定时电路、锯齿波发生器电路、微分积分等电路．2．RC 电路充放电特性将一个电容和一个电阻串联构成RC 电路，电路如图2所示当开关K 合到图2中的“1”时，直流电源通过电阻R 给电容充电，电容上的电压cu 逐渐增大，最终与电源电压E 相等；然后再将开关合向“2”，电容C 将通过电阻R 放电，c u 逐渐减小，直至为零。
在RC 电路充放电过程中c u 和R u 的变化遵循以下规律： （1）对于充电过程，有)1(/RC t C e E u --= （1）C图 1 电容符号 图 2 电容充放电原理图RC t eRE i /-=或RCt R Ee u /-= （2） （2）对于放电过程，有RCt C Ee u /-= （3）RC t eRE i /--=或RCt R Ee u /--= （4） 由上述公式可知，在充电过程中，c u 和)(R u i 均按指数规律变化，式(4)中电流的负号表示放电过程中电流的方向与充电过程相反。
RC正弦波振荡电路图文分析原理参考电路图5.7所示，搭建一个100KHz的正弦波振荡电路。
U O(a)测试电路(b)输出波形图5.7 RC正弦波振荡电路(multisim)LC振荡电路的振荡频率过低时，所需的L和C就很大，这将使振荡电路结构不合理，经济不合算，而且性能也变坏，在几百千赫兹以下的振荡电路常采用RC振荡电路。
由RC 元件组成的选频网络有RC称相型，RC串并联型，RC双T型等结构。
这里主要介绍RC串并联型网络组成的振荡电路，即RC桥式正弦波振荡电路。
一、RC串并联型网络的选频特性RC桥式电路如图5.8所示，设R1=R2=R，C1=C2=C，1112121112112j CRZ Rj C j CRj C RZj CRRj Cωωωωωω+=+===++则反馈系数212113()foU ZFU Z Z j CRCRωω===++-令 01C R ω=，即 012f RCπ= 则式（7-13）可写为00000113()3()F f f j j f fωωωω==+-+-其频率特性曲线如图5.9（a ）、（b ）所示。
从图中可看出，当信号频率f =f 0时，u f 与u 0同相，且有反馈系数 013fU F U ==为最大。
(a)幅频特性 (b)相频特性图5.8 RC 串并联网络 图5.9RC 串并联网络的频率特性 二、RC 桥式振荡电路 1、电路组成图5.9所示电路是文氏电桥振荡电路的原理图，它由同相放大器A 及反馈网络F 两部分组成。
图中RC 串并联电路组成正反馈选频网络，电阻R f 、R 是同相放大器中的负反馈回路，由它决定放大器的放大倍数。
RC 桥式振荡电路的起振条件同相放大器的输出电压0U 与输入电压i U 同相，即0a ϕ=，从分析RC 串并联网络的选频特性知，当输入RC 网络的信号频率f =f 0时，0U 与f U 同相，即0f ϕ=，整个电路的相移0f a ϕϕϕ=+=，即为正反馈，满足相位平衡条件。
RC 电路波形详解
电阻R 和电容C 串联接入输入信号VI，由电容C 输出信号V0，当RC (τ)数值与输入方波宽度tW 之间满足：τ>>tW (一般至少为10 倍以上)，这种电路称为积分电路
在电容C 两端(输出端)得到锯齿波电压，如图6 所示：
1) t=t1 时
Vi 由0->Vm，因为电容两端的电压不能突变，所以此时Vo=Vc=0;
2) t1
电容开始充电，Vc 按照指数规律上升，Vi = Vc + VR. 由于τ>>tw, 电容充电非常缓慢.
3) t=t2 时
VI 由Vm→0，相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负电压VI(VI
这样，输出信号就是锯齿波，近似为三角形波，τ>>tW 是本电路必要。
