使用智能手机作为信号发生器与示波器对 RC 与 RL 串联电路进行实验

本文提出了如 RC 与 RL 串联电路般简单、便携且低成本的实验来探究直流电路。所用为极常见元件：少许电子元器件（电阻、电容、线圈与连接导线）以及两部智能手机。我们考虑了 RC 电路中电容的充放电，以及 RL 电路中线圈的充放电。使用一部智能手机作为示波器，我们观察了由第二部智能手机产生的方波信号激励下的瞬态电压响应。这些电压变化与电路中储存的静电或磁能直接相关。实验数据由作为示波器的智能手机采集，并与基于基尔霍夫定律的理论预言相印证。比较显示，计算所得电容或电感与厂商标称值之间的差异在 1% 或更小量级。这种避免使用昂贵信号发生器、示波器或任何专用硬件的方法可在资源匮乏环境中实施，甚至可作为家庭作业布置。