實(shí)驗(yàn)七RLC原件阻抗特性的測定

1、電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七RLCRLC 原件阻抗特性的測定原件阻抗特性的測定電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康囊灰粚?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二1 1、驗(yàn)證電阻、感抗、容抗與頻率的關(guān)系，測定、驗(yàn)證電阻、感抗、容抗與頻率的關(guān)系，測定R R f f、XL XL f f及及XcXc f f特性曲線。特性曲線。2 2、加深理解、加深理解R R、L L、C C元件端電壓與電流間的相位關(guān)系。元件端電壓與電流間的相位關(guān)系。1 1、在正弦交變信號(hào)作用下，、在正弦交變信號(hào)作用下，R R、L L、C C電路元件在電路電路元件在電路中的抗流作用與信號(hào)的頻率有關(guān)，它們的阻抗頻率特性中的抗流作用與信號(hào)的頻率有關(guān)，它們的阻抗頻

2、率特性R R f f，XL XL f f，XcXc f f曲線如圖曲線如圖11-111-1所示。所示。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二圖圖11-1 11-1 R R、L L、C C電路元件阻抗頻率特性電路元件阻抗頻率特性 電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1 1、在正弦交變信號(hào)作用下，電阻元件兩端電壓與流過的、在正弦交變信號(hào)作用下，電阻元件兩端電壓與流過的電流有關(guān)系式：電流有關(guān)系式： 在信號(hào)源頻率較低情況下，略去在信號(hào)源頻率較低情況下，略去附加電感及分布電容的影響，電阻元件的阻值與信號(hào)源附加電感及分布電容的影響，電阻元件的阻值與信號(hào)源頻率無關(guān)，其阻抗頻率特性如圖頻率無關(guān)，其阻抗頻率特性如圖1

3、1-111-1IRU 2 2、如果不計(jì)線圈本身的電阻，又在低頻時(shí)略去電容的、如果不計(jì)線圈本身的電阻，又在低頻時(shí)略去電容的影響，可將電感元件視為純電感，有關(guān)系式，影響，可將電感元件視為純電感，有關(guān)系式，感抗感抗 ，感抗隨信號(hào)源頻率而變，阻抗頻率特，感抗隨信號(hào)源頻率而變，阻抗頻率特性如圖性如圖11-111-1所示所示。IjXUL fLXL23 3、在低頻時(shí)略去附加電感的影響，將電容元件視為純、在低頻時(shí)略去附加電感的影響，將電容元件視為純電容，有關(guān)系式，電容，有關(guān)系式， 容抗：容抗： IjXUCfCXC21實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二2 2、元件阻抗頻率特性的元件

4、阻抗頻率特性的測量電路如圖測量電路如圖11-211-2所示所示圖圖11-2 11-2 阻抗頻率特性的測量電路圖阻抗頻率特性的測量電路圖 圖中的圖中的r r是提供測量回路電是提供測量回路電流用的流用的標(biāo)準(zhǔn)小電阻（電流標(biāo)準(zhǔn)小電阻（電流取樣電阻）取樣電阻），由于，由于r r的阻值的阻值遠(yuǎn)小于被測元件的阻抗值，遠(yuǎn)小于被測元件的阻抗值，因此可以認(rèn)為因此可以認(rèn)為ASAS之間的電之間的電壓就是被測元件壓就是被測元件R R、L L或或C C 兩端的電壓，流過被測元兩端的電壓，流過被測元件的件的電流電流則可由則可由r r兩端的電兩端的電壓壓UrUr除以除以r r所得。所得。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原

5、理二二2 2、若用雙蹤示波器同時(shí)觀察若用雙蹤示波器同時(shí)觀察r r與被測元件兩端的電壓，亦就展與被測元件兩端的電壓，亦就展現(xiàn)出被測元件兩端的電壓和流過該元件電流的波形，從而可在現(xiàn)出被測元件兩端的電壓和流過該元件電流的波形，從而可在熒光屏上測出電壓與電流的幅值及它們之間的相位差熒光屏上測出電壓與電流的幅值及它們之間的相位差。3 3、元件的阻抗角（即、元件的阻抗角（即相位差相位差）隨輸入信號(hào)的頻率變化而改變，）隨輸入信號(hào)的頻率變化而改變，將各個(gè)不同頻率下的相位差畫在以頻率將各個(gè)不同頻率下的相位差畫在以頻率f f為橫坐標(biāo)、阻抗角為橫坐標(biāo)、阻抗角為為縱座標(biāo)的座標(biāo)紙上，并用光滑的曲線連接這些點(diǎn)，即得到阻抗

6、角縱座標(biāo)的座標(biāo)紙上，并用光滑的曲線連接這些點(diǎn)，即得到阻抗角的頻率特性曲線。的頻率特性曲線。實(shí)驗(yàn)線路如圖實(shí)驗(yàn)線路如圖11-211-2所示，取所示，取R=1KR=1K，L=30mH(RLCL=30mH(RLC串聯(lián)諧振電串聯(lián)諧振電路）路）,C=0.1 ,C=0.1 F F ，通過電纜線將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)，通過電纜線將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接至電路輸入端，作為激勵(lì)源，并用交流毫伏表測量，使激勵(lì)電接至電路輸入端，作為激勵(lì)源，并用交流毫伏表測量，使激勵(lì)電壓 的 有 效 值 為壓 的 有 效 值 為 3 V3 V ， 并 在 整 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 過 程 中 保 持 不 變 。， 并 在 整 個(gè)

7、 實(shí) 驗(yàn) 過 程 中 保 持 不 變 。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二用雙蹤示波器測量阻抗角的方法如圖用雙蹤示波器測量阻抗角的方法如圖11-311-3所示。從所示。從熒光屏上數(shù)得一個(gè)周期占熒光屏上數(shù)得一個(gè)周期占n n格，相位差占格，相位差占m m格，則實(shí)格，則實(shí)際的相位差際的相位差（阻抗角）為（阻抗角）為360()mn度圖圖11-3 11-3 雙蹤示波器測量阻抗角方法雙蹤示波器測量阻抗角方法電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件三三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四四1、雙蹤示波器的自檢、雙蹤示波器的自檢(1)(1)通過電纜線將低頻信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接至如圖通過電纜線將低

8、頻信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接至如圖11-211-2的電路，作為激勵(lì)源的電路，作為激勵(lì)源u u，并用交流毫伏表測量，使激勵(lì)電壓的有，并用交流毫伏表測量，使激勵(lì)電壓的有效值為效值為U U3V3V，并保持不變。，并保持不變。1 1、低頻信號(hào)發(fā)生器、低頻信號(hào)發(fā)生器 2 2、交流毫伏表、交流毫伏表3 3、雙蹤示波器、雙蹤示波器 4 4、頻率計(jì)、頻率計(jì) 5 5、實(shí)驗(yàn)線路元件、實(shí)驗(yàn)線路元件 6 6、電阻、電阻(2) (2) 使信號(hào)源的輸出頻率從使信號(hào)源的輸出頻率從200Hz200Hz逐漸增至逐漸增至5KHz5KHz（用頻率計(jì)測量），（用頻率計(jì)測量），并使開關(guān)并使開關(guān)S S分別接通分別接通R R、L L、C

9、C三個(gè)元件，用交流毫伏表測量三個(gè)元件，用交流毫伏表測量UrUr，并計(jì)，并計(jì)算各頻率點(diǎn)時(shí)的算各頻率點(diǎn)時(shí)的I IR R、I IL L和和I IC C( (即即Ur / r ) Ur / r ) 以及以及R=U/IR=U/IR R、X XL L=U/I=U/IU U及及X XC C=U/I=U/IC C之值。之值。將數(shù)據(jù)記入表將數(shù)據(jù)記入表11-111-1中中電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四四f/Hz200500100020002500RUrIr=Ur/r(mA) R=U/Ir() LUrIr=Ur/r(mA) XL=U/IL() CUrIr=Ur/r(mA) XC=U/Ir() 表表11-

10、111-1電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四四注意：在接通注意：在接通C測試時(shí)，信號(hào)源的頻率應(yīng)控制在測試時(shí)，信號(hào)源的頻率應(yīng)控制在2002500Hz之間。之間。2 2、用雙蹤示波器觀察在不同頻率下各元件阻抗、用雙蹤示波器觀察在不同頻率下各元件阻抗角的變化情況，按圖角的變化情況，按圖11-311-3記錄記錄n n和和m m，算出，算出,記記入表入表11-211-2中中電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)F=1kHz電壓與電流的相位關(guān)系電壓與電流的相位關(guān)系Rn=m= Ln=m= = Cn=m= 表表11-111-1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四四電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1 1、交流毫伏表屬于高阻抗電表、交流毫伏表屬于高阻抗電表, ,測量前必須先調(diào)測量前必須先調(diào)零零; ;實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)五五2 2、測、測時(shí)，示波器的時(shí)，示波器的“V/div”V/div”和和“t/div” t/div” 的的微調(diào)旋鈕應(yīng)旋置微調(diào)旋鈕應(yīng)旋置“校準(zhǔn)校準(zhǔn)”位置。位置。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 測量測量R R、L L、C C各個(gè)元件的阻抗角時(shí)，為什么要各個(gè)元件的阻抗角時(shí)，為什么要與它們串聯(lián)一個(gè)小電阻？可否用一個(gè)小電感或與它們串聯(lián)一個(gè)小電阻？可否用一個(gè)小電感或大電容代替？為什么？大電容代替？為什么？實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考題實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考題六六電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在方格紙上繪制、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在方格紙上繪制R