微分器與積分器

類比電子實驗 單元二

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電阻器 電容器 充放電電路 微分器 積分器

電阻的標示方法 (p.64)

色碼 ( 黑 , 棕 , 紅 , 橙 , 黃 , 綠 , 藍 , 紫 , 灰 , 白 ) 公式 : ab10c

a b c

電阻的標示方法 (cont.)

4 7 102

5%

47005% (4.7k5%)

2 2 104

20% 220k20%

電阻的標示方法 (cont.)

水泥電阻

可變電阻

電容器 (p.94)

電容器是兩片金屬片之間來以絕緣物質 ( 介質 )

依介質種類 , 常用的電容器有– 陶瓷電容器、塑膠電容器及電解電容器

電容器 (cont.)

陶瓷電容器

塑膠電容器

電容器 (cont.)

電解電容器 : 以電解質產生氧化膜為介質– 有極性 , 正負極不得反接 , 反接電容發熱、膨脹而爆裂

電容器 (cont.)

10410104pF=0.1F (p=1012), M=20%

104M0.1F20%

2E250V ( 耐壓 )

.220.22 F, K=10%

.22K0.22 F10%

電容器 (cont.)

三用電表測試電容 ( 利用歐姆檔 )– 指針先向右偏轉 , 然後綬慢的往左偏回去

充放電電路 (p.267)

RC 串聯電路如下圖 , 當開關置於”充電” , 電容器被充電 ,VC, 因 VR=EVC , VR.

RCt

RCt

RCt

eR

E

R

VI

EeV

eEV

Rc

R

C

)1(

充放電電路 (cont.)

(63.2%)

(99.3%)

RCt

RCt

RCt

eR

E

R

VI

EeV

eEV

Rc

R

C

)1(

充放電電路 (cont.)

電阻 R( 歐姆 ) 與電容 C( 法拉 ) 之乘積稱為時間常數 ,以 T( 秒 ) 來表示之 .

時間常數 T( 秒 )= R( 歐姆 )C( 法拉 )

經過 1T, VC充電達到 63.2% 的 E, 經過 5T, VC充電達到 99.3% 的 E, 即完全充飽

充電時間與 RC 乘積成正比 ,RC 愈大充電時間愈長 , RC 愈小充電時間愈缺

充放電電路 (cont.)

待電容器充飽後 (VC=E), 開關切換於”放電“之位置 ,電容器 C 會經電阻器 R 而放電 .

RCt

RCt

RCt

eR

E

R

VI

EeV

EeV

Rc

R

C

充放電電路 (cont.)

RCt

RCt

RCt

eR

E

R

VI

EeV

EeV

Rc

R

C

微分電路 (p.268)

RC 串聯電路 , 以電阻兩端輸出 (VR)

輸入信號 EIN, VR的輸出為 EIN的微分 .

輸入信號之半週期為 tH, 則需令 RC 時間常數 , HtT10

1

充電 放電

積分電路 (p.270)

RC 串聯電路 , 以電阻兩端輸出 (VC)

輸入信號 EIN, VC的輸出為 EIN的積分 .

輸入信號之半週期為 tH, 則需令 RC 時間常數 HtT 10

實驗報告 -積分電路

輸入訊號頻率 f = 1kHz, C= 0.1F, 訊號半週期 tH =1/(2f)令 RC=1/10tH, R=500 歐姆

令 RC=tH, R= 5k 歐姆 , 令 RC=10tH, R= 50k 歐姆

5001.0

m 05.0 ms, 05.0

10

1

ms 5.0k12

1

2

1

RtRC

ft

H

H R

V C VC

實驗報告 -積分電路 (cont.)

輸入方波

VC RC= 1/10tH

RC= tH

RC= 10tH