电容充放电
电容器充放电实验零件及材料
要进行此实验，您需要具备以下条件：
- 6 伏电池
- 两个大电解电容器，最小 1000 µF（Radio Shack 目录号 #272-1019、272-1032 或同等产品）
- 两个 1 kΩ 电阻器
- 一个拨动开关，SPST（“单刀单掷”）
该实验需要大容量电容器以产生足够慢的时间常数，以便用电压表和秒表跟踪。
请注意，大多数大型电容器都是“电解”类型的，并且它们极性敏感 ！每个电容器的一端应标有明确的极性标志。
通常，指定尺寸的电容器具有指向负极端子的负极 (-) 标记或一系列负极标记。
非常大的电容器通常在一个端子旁边标有正极 (+) 标记。
不注意正确的极性几乎肯定会导致电容器故障，即使电源电压低至 6 伏。
当电解电容器发生故障时，它们通常爆炸 , 喷出腐蚀性化学物质并散发恶臭。请尽量避免这种情况！
配件清单中指定的“SPST拨动开关”推荐家用电灯开关。
交叉引用
- 电路课程 ，第 1 卷，第 13 章：“电容器”
- 电路课程 ，第 1 卷，第 16 章：“RC 和 L/R 时间常数”
学习目标
在本实验中，我们将旨在了解以下概念：
- 电容器充电动作
- 电容放电动作
- 时间常数计算
- 串联和并联电容
充放电电路原理图
实验说明
实验说明
测量电路的电压
构建“充电”电路并在开关闭合时测量电容器两端的电压。
请注意它是如何随着时间缓慢增加的，而不是像电阻器那样突然增加。
您可以通过用一根电线在其端子之间短路来将电容器“重置”回零电压。
电阻电容电路的“时间常数”（τ）是通过将电路电阻乘以电路电容来计算的。
对于 1 kΩ 电阻器和 1000 µF 电容器，时间常数应为 1 秒。这是电容器电压从其当前值增加约 63.2% 到其最终值所需的时间：电池电压。
将充电电容器的电压随时间绘制在一张方格纸上，以了解反指数曲线是如何发展的，这很有教育意义。
但是，为了绘制该电路的动作，我们必须找到一种方法来减慢它的速度。一秒钟的时间常数并没有提供太多时间来获取电压表读数！
改变电路的时间常数
我们可以通过两种不同的方式增加该电路的时间常数：
- 改变总电路电阻，和/或
- 改变总电路电容。
给定一对相同的电阻器和一对相同的电容器，尝试各种串联和并联组合以获得最慢的充电动作。
您现在应该已经知道如何连接多个电阻才能形成更大的总电阻，但是电容器呢？
该电路将向您展示电容如何随串联和并联电容器连接而变化。
只需确保以正确的方向插入电容器：两端标记为负极 (-)，在电气上“最接近”电池的负极！
放电电路提供同种变化的电容电压，只是此时开关闭合时电压跃升至电池满电压，断开时缓慢下降。
再次尝试不同的电阻和电容组合，确保电容的极性一如既往地正确。
计算机模拟
SPICE 节点编号示意图：
网表（制作一个包含以下文本的文本文件，逐字逐句）：
电容充电电路 v1 1 0 dc 6 r1 1 2 1k c1 2 0 1000u ic=0 .tran 0.1 5 uic .plot tran v(2,0) .end
相关工作表：
- 时间常数计算工作表
- 电容器工作表
工业技术