利用Phyphox和线圈探究电容器的放电规律

图1 实验设备

近日，学校筹备高三学生复学事宜，高三教师和行政人员都开始正常上班，微主到物理实验室去寻找漆包线，打算自己DIY一个专属小线圈，就像安徽池州一中詹善生老师的那个小线圈一样。

竟然没有找到漆包线！

然而微主并不甘心，在实验室里来回搜寻，当看到以前做电磁感应实验的套件时，就打消了DIY的注意，有现成的线圈用更好。

开始就是觉得线圈体积大了些，但是后来在做实验的过程中，微主竟然佩服于它的大了。

在物理实验室搜寻到一个做电磁感应用的线圈，又在创客空间搜寻到一块电池和一枚大电容，如此这般，做电容器放电实验的器材就完备了。

为了使手机磁力计的位置与线圈的位置相匹配，微主还特意使用了角度可调节的手机支架。

值得说明的是，实验中用到的这款粉红色的手机支架，由郑州十二中创客教育领衔人张红勋老师赠送，这是一款3D打印作品。

而本次实验的核心元件，这枚大电容，是由焦作十一中毋法斌老师赠送，已经在抽屉里沉睡了十多年。

在此向上述两位老师表示感谢。

开始做实验的时候，用的是里面的小线圈，由于电阻太小，放电太快，竟然与磁力计的采样周期相接近，这显然不行。

然后翻箱倒柜找电阻，发现有的电阻太大，放电电流的磁场被淹没在地磁场里；有的电阻又太小，放电过快，得不到理想的曲线。

在微主一筹莫展之际，把目光转向了这个体积硕大的线圈，它的漆包线又细又长，其内阻应该不小，结果一做实验，数据曲线真的很好。

图2 数据采集

选好线圈之后，看准电池的正负极和电容器的正负极，确保电极对应。先用电池对电容器充电，然后再让电容器通过导线对线圈放电，利用Phyphox里面的磁力计感知线圈周围磁场的变化，磁场的变化正比于电流的变化。

图3 局部放大

如果能提前测得电流与磁场的比例关系，在Phyphox的后台编辑区将函数图像的坐标轴修改成电流，那就更好了。

本次实验是用磁力计显示电流变化的，因为电流与它的磁场成正比；不过由于有地磁场的干扰，实验数据曲线的基准线并不是零，这是本次实验的不足之处。

| 创客焦作 | 

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