观察振荡电路中电压的波形

实验目的

观察 LC 振荡电路的电压波形,探究振荡周期与 L、C 的关系。

实验原理

LC 电路中电容器两端的电压随电荷量周期性变化。无能量损耗时波形为等幅的正弦曲线,实际电路因有电阻,振幅逐渐减小。振荡周期 T = 2π√(LC),频率 f = 1/(2π√(LC)),L 或 C 越大,周期越长。

实验器材

• 示波器
• 电感线圈
• 电容器
• 直流电源
• 单刀双掷开关
• 导线若干

实验步骤

1. 按电路图连接 LC 电路,并将示波器接在电容器两端
2. 给电容器充电,再切换开关使其与线圈组成回路
3. 调节示波器,观察电压波形
4. 观察波形的周期和振幅随时间的变化
5. 改变电容或电感,比较波形周期的变化

实验现象与结论

示波器上显示电压随时间做周期性变化的曲线,幅度逐渐减小。增大电容或电感,波形周期变长;减小电容或电感,周期变短,与 T = 2π√(LC) 一致。

注意事项

• 连接前确认示波器接地与探头连接正确
• 充电电压不要超过电容器的额定电压

常见问题

为什么观察到的电压波形振幅会逐渐变小?

线圈和导线有电阻,电能转化为内能,另有少量能量辐射出去,所以振幅逐渐减小。

增大电容后,波形会怎样变化?

周期变长,频率变小,波形在示波器上变得更“疏”。