下學期物理實驗 -205 室 三用電錶:三用電錶、注意事項、使用要領、方均根、麵包板、色碼電阻、實做、腦力激盪。 電阻測定:電阻、注意事項、作圖要領、實做。 示波器:示波器、示波器掃描、同步、調整要領、實做。
RC 充放電與阻尼振盪:充放電與阻尼振盪、RC 充放電、示波器調整要領-1、要領-2、系統電容、阻尼振盪、實做。 RLC 交流電路:RLC 交流電路、相位差與共振、角度與徑度的轉換、調整要領、共振曲線、實做。 補充。
實驗一:三用電錶 又叫做多用或複用電錶 (multimeter)。 目的:(1) 了解三用電錶的基本架構,與使用要領。(2) 了解麵包板的結構與運用。 (3) 瞭解方均根的概念。 (4) 認識色碼電阻與讀法。(5) 學習用三用電錶測電阻、電壓與電流。
以下將介紹: (1) 三用電錶的結構、原理與使用、交流信號量測原理,方均根概念。 (2) 麵包板的結構與接線。 (3) 色碼電阻的認識。 (4) 實做內容。 (5) 腦力激盪。
常見的電路符號 R 電阻 電池 開關 A V C R 安培計 伏特計 可變電阻 接地 電容 C 交流電源 電感 可變電容 電壓源 電流源
三用電錶 歐姆刻度錶 電流、電壓刻度錶 內電阻 歐姆檔歸零鈕 交流電壓檔 直流電壓檔 黑棒插孔 紅棒插孔 直流電流檔 歐姆檔 http://forum.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=13232 (java)
三用電錶的結構與原理 檢流計 為指針電錶的基礎,當有電流經過線圈,受外圍磁場的影響會發生偏轉 (並帶動指針),至與扭力彈簧平衡,此偏轉角會與電流成正比,所以可用來測電流。 注意:檢流計只能測量極小的電流,mA (10-3)~A (10-6)。
待測電流 安培計與伏特計的正確接法 A I R V 大半電流經過 Rs 安培計 待測電流 G I G 伏特計 R 大半電流經過 R
電壓檔內電阻 RV 的計算 DC 20K/V AC 8K/V 20 K/V:直流電壓檔的靈敏度,8 K/V:交流電壓檔的靈敏度。例如: (1) 當直流電壓檔撥到 250 V 時,該檔的內電阻 Rv=250 V20 K/V=5000 K。 (2) 當交流電壓檔撥到 50 V 時,該檔的內電阻 Rv=50 V8 K/V=400 K。
三用電錶使用注意事項 注意事項: (1) 檔須先轉至定位,才可把探針接觸待測物。 (2) 歐姆檔每次換檔須重新做歸零的動作。 (3) 使用完後把檔撥至 OFF 處。
三用電錶使用要領 要領: (1) 檔位要選用得適當,如所示。 (2) 電壓與電流檔所撥的檔位即代表其最大值。例如當檔位撥至 DCV 250V,則指針只在滿刻度時即為 250V。
提高準確度 反光鏡 (a) 適當選用檔位: (1) 當測電阻時,指針盡量不要落在兩端刻度密集處,如所示。 (2) 而測電壓與電流時,指針偏轉得越明顯越好。 (b) 善用反光鏡: 視線須垂直儀表面不可看見指針的影子。
其他注意事項 (1) 接電線或更換零件前務必關閉電源。 (2) 拔插頭時須抓住橡皮頭處再施力。 (3) 離開前須整理好電線。
方均根 整流:交流信號會隨時間呈正負且時大時小的變化,所以須先借助整流器把電流變成單方向流動的信號。 然後取信號的方均根代表其大小,如下: 其中 V0:信號的峰值 (即振幅)。
方均根 V Vo t -Vo V2 Vrms t
相關連結 http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/electronics/
麵包板
麵包板結構圖
麵包板的接線
色碼電阻 用彩色線條表示電阻值,最靠近端點者為第一色環,如圖。 表示法:如下,a 為第一色環的代表數、b 為第二色環的代表數、…依此類推,最後一環表示電阻的容許誤差。 若只有三色環則電阻的容許誤差為 20%。
色碼電阻 色別 黑 - 棕 1 紅 2 橙 3 黃 4 綠 5 藍 6 紫 7 灰 8 白 9 金色 -1 銀色 -2 10 無色 20 第一色環 第二色環 第三色環 第四色環 黑 - 棕 1 紅 2 橙 3 黃 4 綠 5 藍 6 紫 7 灰 8 白 9 金色 -1 銀色 -2 10 無色 20 第一環 第四環 5 1 102 5% 51102 5%
色碼電阻:http://webdeveloper. earthweb 色碼電阻:http://webdeveloper.earthweb.com/repository/javascripts/2001/06/47221/resistorcalculator.html http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/resistor/index.html http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/ohmslaw/index.html
實做內容 注意:請遵照課本所給的各建議數值來做實驗,不要任意的更動。包括以下: (A) 電阻測量:用三用電錶測電阻,並與色碼的讀數比較。 (B) 直流電壓測量:利用兩電阻串聯線路,以三用電錶測量當中一電阻的直流電壓,並與理論比較。
(C) 交流電壓測量:用以上線路,以三用電錶測量當中一電阻的交流電壓,並與理論比較。 (D) 直流電流測量:用以上線路,以三用電錶測量通過電路的電流,並與理論比較。
腦力激盪 用三用電錶檢查燈泡組,如圖。各部分是否正常 (須說明檢測的機制),包括: (1) 燈泡損壞否。 (2) 電線短路或斷路否。 (3) 握把漏電否。 (4) 開關正常否。
燈泡組 握把 開關 插頭 燈泡
實驗二:電阻測定 目的: (1) 會看電路圖並接線路。 (2) 利用特定線路驗證 V=IR 關係。 (3) 認識精密色碼電阻與讀法。 (4) 利用惠斯燈電橋測電阻。
以下將介紹: (1) 電路基本接線技巧。 (2) 歐姆定律,V=IR。 (3) 惠斯登電橋的性質。 (4) 實做內容。 (5) 腦力激盪。 http://forum.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=21814 (java) 以下將介紹: (1) 電路基本接線技巧。 (2) 歐姆定律,V=IR。 (3) 惠斯登電橋的性質。 (4) 實做內容。 (5) 腦力激盪。
注意事項 (a) 接線務必牢固。 (b) 打開電源前,再次確認電路的接線無誤。 (c) 遇不正常狀況先關掉電源,並立即反應。
固定 R 下測 V,I 關係 / 固定 V 下測 I,R 關係 直流電源 伏特計 可變電阻 電阻箱 安培計 V A R
歐姆定律:http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/ohmslaw/index.html
惠斯登電橋 R1 R2 I1 I1 G I2 I2 Rs Rx I
精密的色碼電阻 黑 - 棕 1 紅 2 橙 3 黃 4 綠 5 藍 6 紫 7 灰 8 白 9 金色 -1 銀色 -2 10 無色 20 色別 第一色環 第二色環 最後第二色環 最後色環 黑 - 棕 1 紅 2 橙 3 黃 4 綠 5 藍 6 紫 7 灰 8 白 9 金色 -1 銀色 -2 10 無色 20 第一環 最後第二環 最後一環 5 1 2 106 5% 512106 5%
作圖要領 (1) 若用手畫:讓理論應有的曲線通過各數據間,而未落在此曲線上的數據平均散佈在兩邊,如圖所示。 (2) 用合適的軟體:如 gnuplot,先建立 data file,再叫入執行適當指令,如所示。
實驗數據的作圖 yx y yi y2 y1 x
y Y 1/x y2 yi y1 x
作圖要領 II 作圖要領:縱軸與橫軸要分別標示上所代表的物理量與所使用的單位 (單位通常用括號括起來)。 並標示長度所代表的大小,通常取等間距,且個數不要太少或太多 (太多會顯得很擁擠,如此會較美觀)。
並標示上對應的位置與數量。 若不是由零等間距畫起要標示上兩條 “~” 符號。如圖所示。
作圖要領 m (g) 600 500 400 300 200 ~ ~ (deg) 2 4 6 8
實做內容 注意:請遵照課本所給的各建議數值來做實驗,不要任意的更動。 (1) 自行接好特定線路驗證 V=IR 關係並作圖,分別在: (A-a) 固定 R 下測 V,I 關係,如圖。 (A-b) 固定 V 下測 I,R 關係,如圖。
固定 I 下測 V,R 關係 A V 安培計 直流電源 可變電阻 伏特計 滑線電阻 可變電阻 滑線電阻 A C B C B
(A-c) 固定 I 下測 V,R 關係,如圖。 (2) 用惠斯登電橋測電阻的大小,並與色碼的讀數比較,如圖。
滑線電橋 可變電阻 直流電源 K 可變電阻 A C B 滑線電阻 檢流表 待測電阻 X 電阻箱 A C B G R X 電阻箱
實驗三:示波器 目的: (1) 認識信號產生器與示波器的基本架構與原理,和使用要領。 (2) 會利用示波器測量 DCV 與 ACV。 (3) 會利用示波器測量頻率。
以下將介紹: (1) 信號產生器的運作原理與操作。 (2) 示波器的運作原理與操作。 (3) 實做內容。 (4) 腦力激盪。
信號產生器
訊號產生器 FREQUENCY 1M 100K 10K 1K 100 10 1 FUNC ATT. COUNT. kHz Hz FREQUENCY 1M 100K 10K 1K 100 10 1 FUNC ATT. COUNT. kHz Hz AMPLITUDE POWER OUTPUT MAIN FINE RAMP/PULSE DC OFFSET
示波器
AUTO NORM SINGL SLOPE COUPLING SOURCE POSITION TIME/DIV AC INT HF REJ LINE TV VARIABLE EXT DC LEVEL/HOLDOFF CAL. LOCK/NORM CH1 ALT CHOP ADD CH2 POSITION POSITION INT TRIG VOLT/DIV VOLT/DIV AC AC VERT.MODE GND CH1 GND POWER INTEN FOCUS ILLUM CAL. CAL. DC CH2 DC CH1 CH2
TRIG ALT MODE SOURCE AUTO CH1 NORM CH2 TV-V LINE TIME/DIV TV-N EXT POSITION SWP VAR LEVEL X10 MAG CAL. SLOPE VOLT/DIV VOLT/DIV POSITION POSITION CAL. MODE ALT CHOP CAL. CH2 INV CH1 CH2 INTEN FOCUS POWER AC DUAL AC CH1 GND ADD GND CH2 DC DC
示波器的結構與原理 示波器結構=電子槍+偏向板+螢幕+控制鍵 (鈕或檔)。 電子槍 電子束 水平偏向板 垂直偏向板 偏向板未加電壓時 螢幕
只有水平偏向板加固定電壓時 電子槍 電子束 V 水平偏向板 垂直偏向板 螢幕
只有垂直偏向板加固定電壓時 電子槍 電子束 V 水平偏向板 垂直偏向板 螢幕
兩對偏向板均加固定電壓時 電子槍 電子束 V V 水平偏向板 垂直偏向板 螢幕
示波器的掃描 掃描:示波器受水平與垂直偏向板電壓變化的影響,而使光點在顯示幕上產生位置不斷隨時間變化的現象。 原理:動作原理如下:
示波器的偏向板掃描原理: http://lectureonline.cl.msu.edu/%7Emmp/kap18/RR4460app.htm http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/electricity/oscilloscope/oscillo_a.html
只有水平偏向板加線性變化電壓時 V t 電子槍 電子束 VV/2 0 +V/2 +V +V+V/20 V/2 V 螢幕
水平偏向板加線性變化電壓,而垂直加正弦變化電壓 V t V t 電子槍 VV/2 0 +V/2 +V +V+V/20 V/2 V 加正弦電壓 螢幕
水平偏向板加線性變化電壓,而垂直加正弦變化電壓:做掃描時 V t V t 正視圖 螢幕
掃描原理: http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electro/principe.html http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/jgiasson/nyb/animations/oscillo6.html
掃描出正弦波: http://lectureonline.cl.msu.edu/%7Emmp/kap23/Oscilloscope/app.htm 掃描出兩條以上圖形的原理如下:
交錯掃描 (ALT) 兩信號輪流掃描,有時會出現閃爍現象,如在 TIME/DIV 較大檔時。 輪流掃描 掃描得快一點時
截斷掃描 (CHOP) 兩信號先被截成很多小段,再對各小段做輪流掃描。但有時會出現斷線現象,如在 TIME/DIV 較小檔時。
示波器的同步 同步:示波器水平與垂直偏向板的電壓變化維持適當關係,而使每次掃描的軌跡均相同之意。 即兩者的變化步調取得某種一致性的意思。此時所顯示的圖形不會移動。 實現:可經由適當的調整 (1) Source、(2) Coupling、(3) Level。(4) INT. Trig.
(5) Mode 來達到信號的同步。 例如:(1) Source 撥至 INT、(2) Coupling 撥至 AC、(3) Level 轉至 MIN。(4) INT. Trig. 撥至 CH1。 (5) Mode 選 AUTO,若頻率很低時,如 <10Hz,常須選 NORM。
說明:但是信號同步後,信號卻有可能在原地明暗閃爍,可經由調整:Alt Chop、Holdoff 轉至 min 或 Time/DIV 適當地調小來改善之。 原理:動作原理如所示:
示波器調整要領 (1) 盡量把圖形往左右 (用 TIME/DIV 鈕) 與上下放大 (用 VOLT/DIV 鈕),如所示。 (2) 善用 POSITION 鈕做圖形平移,以利測量,如所示。
利用 VOLT/DIV 利用 TIME/DIV 測振幅時 調大信號的垂直部份 要測頻率時:調大信號的水平部份,只留下一個週期即可。
利用 POSITION 讓波峰對準某一垂直線 利用 POSITION 測頻率時 讓波峰對準水平軸
實做內容 注意:請遵照課本所給的各建議數值來做實驗,不要任意的更動。 (1) 基本認識:了解信號產生器與示波器的基本使用要領,並作紀錄。 (2) 電壓測定:利用示波器測量電源供應器所提供的特定 DCV 與 ACV,並與之比較。
(3) 頻率量測:利用示波器測量信號產生器所提供的特定方波與正弦波頻率,並與之比較。
實驗四:RC 充放電與阻尼振盪 目的: (1) 利用 RC 串聯電路產生的充放電現象,並由其電容時間常數計算電容的大小。 (2) 利用 LCR 串聯電路產生的阻尼震盪現象,並由其特性時間常數計算電容的大小。
以下將介紹: (1) RC 電路與其充放電的原理。 (2) RLC 串聯直流電路的阻尼振盪。 (3) 實做內容。 (4) 腦力激盪。
RC 電路接線 充電 放電 充電 放電 VC VC t CH1+CH2 t R 接到 CH1 V 接到 CH2 C(待測) 接到 CH2 t 黑色端須等電位
RC 電路的充放電 CH2 CH1 充電 放電 充電 放電 VC V http://forum.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=8379 (java) 充電 放電 充電 放電 VC CH2 V CH1
示波器調整要領-1 (1) 把充電時間調適當,勿過長或過短,如所示。 (2) 盡量把圖形往左右 (用 TIME/DIV 鈕) 與上下放大 (用 VOLT/DIV 鈕),如所示。
最佳圖形 調 Main 充電時間過長 最佳狀況 調 Main 充電時間過短
利用 VOLT/DIV, AMPLITUDE 利用 TIME/DIV, AMPLITUDE 信號放大到螢幕的上下最大處 把ㄧ個週期放大到螢幕的左右最大處
RC 電路的充放電 VC 充電 放電 Vo 0.63Vo 0.37Vo RC RC
示波器調整要領-2 善用 POSITION 鈕做圖形平移,以利測量,如所示。
利用充電測 C 利用 POSITION 利用 POSITION 讓 0.63Vo 對準垂直軸 待測量調到水平軸
利用放電測 C 利用 POSITION 利用 POSITION 讓 0.37Vo 對準垂直軸 待測量調到水平軸
系統電容 Cs R C(信號線)100pF 接到 CH2 C(待測) 接到 CH2 C(示波器)25pF
RLC 電路接線 接到 CH1 R V t C(待測) 接到 CH1 黑色端須等電位 接到 CH2 接到 CH2 V t
RLC 電路接線 V t 接到 CH2 接到 CH2 黑色端須等電位 接到 CH1 V R t C(待測) 接到 CH1
阻尼振盪 V VO t 0.37VO t T
實做內容 注意:請遵照課本所給的各建議數值來做實驗,不要任意的更動。 (1) 利用信號產生器提供的方波使 RC 串聯電路產生充放電,如圖。後利用其電容時間常數計算電容,如圖。 (2) 利用信號產生器提供的方波使 LCR 串聯電路產生阻尼震盪,如圖。
由 VC 信號的特定時間常數計算電容,如圖。 (3) 利用信號產生器提供的方波使 LCR 串聯電路產生阻尼震盪,如圖。由 VR 信號的特定時間常數計算電容,如圖。
實驗五:RLC 交流電路 目的: (1) 利用 LCR 串聯線路,觀察兩信號的相位差與共振現象,並辨識出何者超前與落後的關係。 (2) 找出兩信號相位差隨頻率變化的關係,和共振頻率。(3) 找出共振曲線。
以下將介紹: (1) RLC 電路與相位差的概念。 (2) 共振的概念。 (3) 實做內容。 (4) 腦力激盪。
RLC 電路接線 R L C t V V t t V 或 t 相位差 =t CH1+CH2 接到 CH2 接到 CH2 黑色端須等電位 V 接到 CH1 t R V 或 L t C 接到 CH1
t 相位差與共振 V t 相位差 =t 調 MAIN 與 FINE V t 共振 =0
角度與徑度的轉換 由理論式 =tan-1() 所算出的相位差單位通常為度 (deg)。 而由實驗值 t 所算出的相位差 =t 單位通常為徑度 (rad)。 須經過單位變換才能比較算誤差,如下:
示波器調整要領 (1) 盡量把圖形往左右 (用 TIME/DIV 鈕) 與上下放大 (用 VOLT/DIV 鈕),如所示。 (2) 善用 POSITION 鈕做圖形平移,以利測量,如所示。 善用 POSITION 鈕做圖形平移,以利測量,如所示。
測相位差 利用 POSITION 讓一波峰對準某一垂直線 利用 POSITION 利用 VOLT/DIV 讓兩信號更加尖銳 兩波峰均對準水平軸
利用 VOLT/DIV 利用 MAIN 與 FINE 只把當中一信號上下調到螢幕的最大處 共振實驗 讓交點等高
RLC 串聯交流電路 RLC 串聯交流電路:http://www.phy.ntnu.edu.tw/oldjava/rlc/index.html http://www.walter-fendt.de/ph11e/accircuit.htm
共振曲線 VR R 小 R 中 R 大 res (1) 先找到振幅最大處,(2) 再分別把頻率往較大與較小處調整。
RLC 共振線路 http://lectureonline.cl.msu.edu/%7Emmp/kap23/RCL/app.htm
實做內容 注意:請遵照課本所給的各建議數值來做實驗,不要任意的更動。 (1) 量相位差:利用信號產生器所提供的正弦波給 LCR 串聯線路,如圖。描出示波器所見的圖形,並辨識出超前與落後關係,如圖。
(2) 找相位差與頻率的關係:改變信號產生器頻率,找出相位差與頻率變化的關係,並找出共振頻率,如圖。 (3) 找共振曲線:改變信號產生器頻率,找出對應的電阻電壓振幅,並做出它的共振曲線,如圖。
補充
安培計的結構 It:待測電流 Im Rm G A B IS RS It :待測電流 A R (待測電路的電阻)>> Rm>>RS, Im<<IS,即大半電流經過 Rs。
伏特計的結構 It Rm G RV V RS>>R (待測電壓的電阻) >>RG,I>>IG,即大半電流經過 R。
待測電流 伏特計的錯誤接法 V I R 伏特計 G RV R
安培計的錯誤接法 待測電流 I R A 待測電流 I 安培計 千萬注意:安培計接錯電錶會燒毀。 R RS Rm G
三用電錶檔位 R1 R2 R3 三用電錶的電壓檔 G 2.5 V 10 V 50 V G R1 R2 R3 1 A 0.1 A R3 三用電錶的電壓檔 G 2.5 V 10 V 50 V G R1 R2 R3 1 A 0.1 A 0.01 mA 三用電錶的電流檔
歐姆計的結構 A 歸零:(1) 把紅黑探針相接觸,(2) 轉歐姆歸零鈕使指針指到零,即電錶的最大檔處。 歸零鈕 Rs 歸零時 紅色探針 黑色探針 歸零鈕 Rs 歸零時 紅色探針 千萬注意:歐姆計接錯電錶會燒毀,即不可與電路並聯。 A :待測電阻 R 歸零鈕 測電阻時 Rs 黑色探針
Gnuplot 的使用 (1) 用計事本先建立 data file,如檔名為 fitting data.txt,如下: # x y 1 1.1 2 2.1 3 3.2 4 4.2 5 5.6 6 6.8 (2) 再進入 gnuplot 做 fit,指令如下綠色部分: f(x)=a*x*x+b*x+c # 定義函數 f(x)=ax2+bx+c, 係數 a, b, c 待定 a=1;b=1;c=1 # 給定待定係數的起始值 fit f(x) "fitting data.txt" via a,b,c # 做 fit plot “fitting data.txt”,f(x) # 作圖 (3) 或用記事本先建立以上檔案,再進入 gnuplot 載入,可用 open 指令:
箱型電橋 電池 檢流表 未知電阻 X 箱形電橋
水平偏向板加線性變化電壓,而垂直加正弦變化電壓:連續掃描時 電子打在螢幕上發光只能維持即短的時間,要持續出現圖形須做重複的掃描。 又若圖形要固定不動須每次掃描的軌跡均相同,即水平與垂直信號要取得某種一致性,即所謂的達到同步。 V t V t
水平偏向板加線性變化電壓,而垂直加正弦變化電壓:強迫同步時 T V t V 週期滿足:T=T t T
水平偏向板加線性變化電壓,而垂直加正弦變化電壓:強迫同步時 週期滿足:2T=T T V t 可發現當週期滿足:nT=T,nZ,信號就會穩定不動,叫做強迫同步。 V t T
水平偏向板加線性變化電壓,而垂直加正弦變化電壓:但不同步時 可發現當週期不滿足:nT=T,nZ,信號就會不穩定而發生移動,叫做不同步。 T 當週期不滿足:nT=T,nZ,且 T>T,圖形看來會向右移動。 V t V t T
水平偏向板加線性變化電壓,而垂直偏向板加正弦變化電壓:但不同步時 可發現當週期不滿足:nT=T,nZ,信號就會不穩定而發生移動,叫做不同步。 T 當週期不滿足:nT=T,nZ,且 T<T,圖形看來會向左移動。 V t V t T
觸發同步 在示波器中水平信號是示波器本身所提供的,垂直信號是外來的待測信號,利用強迫同步來實現信號的穩定極為不易,需用觸發同步來取代之。 V 觸發點 準位線:可由 level 鈕調整。 t V t
觸發同步 Holdoff 功能:控制停止掃描時間 (Holdoff time) 的長短,太長易出現閃爍現象。 由 SOURCE 檔決定 V 觸發點 t V t Holdoff 時間
示波器原理: http://labo.ntic.org/electro/scope.html 示波器詳細原理: http://hebergement.ac-poitiers.fr/l-cc-angouleme/coulomb-exos-phy/exos_c/osc_fonct/index.htm#
示波器操作 虛擬示波器: http://www.virtual-oscilloscope.com/oscilloscope/index_93_english.html http://licencer.free.fr/oscillo/oscillo_virtuel.html
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=34.0
電容充電 電壓與時間關係 e- +Q -Q C R VC Vo 0.63Vo 經過一電容時間常數 RC 後,電容兩端的電壓 Vc 上升至最大值的 63 %。 t RC
電容放電 電壓與時間關係 e- +Q R C -Q VC Vo 即經過一電容時間常數 RC 後,電容兩端的電壓 Vc 下降至至最大值的 37%。 0.37Vo t RC
RC 充放電 RC 充放電: http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/timeconstant/index.html http://lectureonline.cl.msu.edu/%7Emmp/kap23/RC/app.htmhttp://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/capacitor/index.html