低频信号发生器在感抗、容抗实验中的应用，本文主要内容关键词为：感抗论文,低频论文,信号发生器论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-2第五章第三节“电感和电容对交变电流的影响”，在讲电感对频率变化的交流的影响时是这样描述的：“实验和理论分析都表明，线圈的自感系数越大、交流的频率越高，电感对交流电的阻碍作用就越大，也就是说，线圈的感抗越大。”同样地，在讲电容对频率变化的交流电的影响时也是这样描述的：“理论和实验分析都表明，电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，也就是说，电容器的容抗就越小。”
上述两个结论，课本上没有相关的实验加以证明；笔者翻阅了以前几种版本的教材，也没有发现与之相关的实验。究其原因，主要是频率变化的交流电难以找到。现介绍一种用J2460型低频信号发生器来研究电感、电容对交流电影响的实验。
一、电路原理
J2462-1型低频信号发生器采用集成电路精密函数发生器作为振荡源，能产生20Hz～20kHz连续可调的正弦波。正弦波有电压输出和功率输出，它的功率输出接口可以输出恒定电压4.5V、最大输出功率5W的正弦波，我们可以用来做频率变化的交流电源。电路结构如图1所示。
图1
为“3.8V，0.3W”的小灯泡，滑动变阻器R最大阻值为50Ω，L选用2426型可拆变压器最大绕线为1600匝的线圈（此线圈有0、2、8、16四个接线柱分别表示0匝、200匝、800匝、1600匝，“I”形铁芯用作改变电感），C选用471μF、1001μF、200μF三种电解电容器，交流电源接低频信号发生器的功率输出端。
二、演示电感对交流电的作用
接通低频信号发生器，倍频选择X10，L接线圈800匝接线柱，将频率调至100Hz，合上开关
，调节滑动变阻器只使灯泡
亮度一样。慢慢转动低频信号发生器的频率旋钮，使交流电的频率逐渐增加，可以看到灯泡
亮度不变，灯泡
的亮度随交流电频率的增加逐渐变暗。反方向转动频率旋钮，使交流电的频率逐渐降低，这时灯泡的亮度仍然不变，的亮度随频率的降低而逐渐变亮。
在交流电频率不变的情况下，向线圈中插入铁芯，小灯泡的亮度明显变暗；换用200匝的线圈，小灯泡的亮度明显变亮；换用1600匝线圈，小灯泡的亮度明显变暗。
结论：交流的频率越高、线圈的自感系数越大，电感对交流电的阻碍作用就越大，也就是说，线圈的感抗越大。
三、演示电容对交流电的作用
接通低频信号发生器，倍频选择X10，C选用1001μF电容，将频率调至最高，合上开关
，调节滑动变阻器R使灯泡
亮度一样。慢慢转动低频信号发生器的频率旋钮，使交流电的频率逐渐减小，可以看到灯泡亮度不变，灯泡
的亮度随交流电频率的减小逐渐变暗。反方向转动频率旋钮，使交流电的频率逐渐增加，这时灯泡的亮度仍然不变，的亮度随频率的增加而逐渐变亮。
在交流电频率不变的情况下，换用200μF的电容器，可以看到灯泡亮度明显变亮；换用47μF的电容器，灯泡亮度明显变暗。
结论：交流电的频率越高，电容器的电容越大，电容器对交流电的阻碍作用就越小，也就是说，电容器的容抗就越小。
以上实验的优点：通过灯泡亮度的对比，可以直观地看出，电感或电容对频率变化的交流电的影响，电感或电容大小对交流电的影响。