利用Phyphox和ESP32蓝牙探究电容器电压与电量的关系

近日,微主利用Phyphox和ESP32蓝牙探究了电容器电压与电量的关系,取得了比较理想的效果。

早期研究

阿璇教学研究室

电容概念引入的“倍分法”实验

创客焦作

用半分法探究电容器的电压与电量的关系

其实,就是先对一枚电容器甲充好电,然后利用ESP32测量出电容器两端的电压,利用蓝牙发送给智能手机中搭载的Phyphox。

在本次实验中,将统一规格的另一枚电容器乙彻底放电,再与电容器甲并联,分走一半的电荷,在Phyphox绘制出的电压图像中可以观察到电压跃变的情况。

如此这般,循环往复,利用半分法,将电容器甲中的电量一半一半地分去,从而建立电容器电压与电量的数据关系。

实验结束后,在手机屏幕上就留下了电容器甲的电压一次递减的阶跃式变化图像。

将电压图像展成全屏,选取电压图像中每一次跃变时的电压值,与对应的电量一道,录入电子表格,绘制散点图,拟合曲线,可以得到电容器两端电压与电量的关系图像。

通过本次实验可以发现,电容器两端电压与电容器内部容纳的电荷量成正比例。

此次实验与前面早期利用数字电压表所做实验相比,可以让学生观察到电量半分过程中电压跃变的全过程,实验过程中的电压数据可以一次性读取完毕,电容器电量的递减与电压曲线的跃变彼此对应,形象直观。

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