豫見物理
基于ESP32和Phyphox的電容器充電電流圖像小平頂成因及其消除方法
文章發(fā)布之后，被在鋰電池領(lǐng)域躬耕了幾十年的河南師范大學(xué)的湯教授看到，他親自打來電話，建議我用恒流源對電容器充電。
湯教授在電話中指出，如果利用恒流源對電容器充電，電流和時(shí)間的乘積可以直觀地反映出電量，而電量與電壓的關(guān)系圖像是線性的，其斜率即為電容器的電容，恒壓源充電圖像反映的信息比恒壓源充電圖像更為直觀。
湯教授說的非常在理，但是近期忙于中原名師工作室考核迎檢工作，遲遲沒有動(dòng)手驗(yàn)證這個(gè)實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在有了些許的空閑，就拿出設(shè)備，開始驗(yàn)證。
可是我去哪兒找恒流源呢？網(wǎng)上一查，還非常昂貴。花小錢辦大事是我多年來養(yǎng)成的習(xí)慣，能不能自己設(shè)計(jì)一個(gè)恒流源呢？
畢竟在創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域摸爬滾打了很多年，利用手邊的設(shè)備構(gòu)建一個(gè)恒流源，這并不是一件難事。
我利用工作室現(xiàn)有的設(shè)備搭建了一個(gè)恒流源，并利用這個(gè)恒流源對電容器充電，利用ESP32捕捉電容器兩端的電壓和電容器的充電電流，然后利用藍(lán)牙發(fā)送給智能手機(jī)，智能手機(jī)里面的Phyphox以電流與時(shí)間的乘積為縱軸、以電容器兩端的電壓為橫軸，就繪制出了電容器的電量、電壓關(guān)系圖像。
將圖像展成全屏，選擇線性擬合，可得圖像的斜率為0.0031法拉，與電容器標(biāo)稱的2200微法相比，還是比較接近的。
以前，從未想過用恒流源對電容器充電，因?yàn)楦咧形锢韺?shí)驗(yàn)室里也沒有見過什么恒流源。這次在湯教授的啟發(fā)下，經(jīng)過巧妙的設(shè)計(jì)，利用手邊的設(shè)備構(gòu)造出近似的恒流源。
在恒流源條件下，電容器的電量與時(shí)間成正比，電容器的電壓與電量成正比，只需要實(shí)驗(yàn)得出電壓與時(shí)間成正比就行了，而這在ESP32與phyphox的配合下，是非常容易實(shí)現(xiàn)的。
在探究電容器電量與電壓的關(guān)系時(shí)，用恒流源充電確實(shí)比用恒壓源充電要好一些。恒流源充電能直觀反映出電容器電量與電壓的線性關(guān)系，而恒壓源充電則達(dá)不到這一效果。
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