电路实验四.ppt

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1、电路实验电路实验R、L、C元件阻抗特性元件阻抗特性的测量的测量1 1.实验目的实验目的 1.1 1.1 验证电阻、感抗、容抗与频率的关系验证电阻、感抗、容抗与频率的关系,即即 R Rf f、X XL Lf f与与X XC Cf f的特性关系；的特性关系；1.2 1.2 加深理解加深理解R R、L L、C C元件端电压与电流的元件端电压与电流的 相位关系；相位关系；2.实验原理 2.1在正弦交变信号作用下，在正弦交变信号作用下，R、L、C电路元件电路元件在电路中的抗流作用与信号的频率有关，它们在电路中的抗流作用与信号的频率有关，它们的阻抗频率特性的阻抗频率特性Rf，XLf，Xcf曲线如图曲线如图

2、所示。所示。2.2元件阻抗元件阻抗频频率特性的率特性的测测量量电电路如路如图图所示所示图图中的中的r是提供是提供测测量回路量回路电电流用的流用的标标准小准小电电阻，由于阻，由于r的阻的阻值远值远小于被小于被测测元件的元件的阻抗阻抗值值，因此可以，因此可以认为认为AB之之间间的的电压电压就是被就是被测测元件元件R或或L或或C两端的两端的电压电压，流，流过过被被测测元件的元件的电电流流则则可由可由r两两端的端的电压电压除以除以r所得。所得。若用双踪示波器同时观察若用双踪示波器同时观察r与被测元件与被测元件两端的电压，亦就展现出被测元件两端的两端的电压，亦就展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的

3、波形，从而可在电压和流过该元件电流的波形，从而可在荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。间的相位差。2.3将元件将元件R、L、C串联或并联相接，亦可串联或并联相接，亦可用同样的方法测得用同样的方法测得Z串串与与Z并并时的阻抗频率特时的阻抗频率特性性Zf，根据电压、电流的相位差可判断，根据电压、电流的相位差可判断Z串串或或Z并并是感性还是容性负载。是感性还是容性负载。2.4元件的阻抗角元件的阻抗角(即相位差即相位差)随输入信号的随输入信号的频率变化而改变频率变化而改变,将各个不同频率下的相位将各个不同频率下的相位差画在以频率差画在以频率f f为横坐标

4、为横坐标,阻抗角为纵坐标阻抗角为纵坐标的坐标纸上的坐标纸上,并用光滑曲线连接这些点并用光滑曲线连接这些点,即即得到阻抗角的频率特性曲线得到阻抗角的频率特性曲线。3.3.实验器材与设备实验器材与设备 序号序号名称名称型号与型号与规规格格数量数量备备注注1低低频频信号信号发发生器生器1DG032交流毫伏表交流毫伏表13双踪示波器双踪示波器14数字万用表数字万用表15实验箱实验箱R=1K;C=0.01F;R=30DG094.4.实验内容实验内容 4.1测量测量R、L、C元件的阻抗频率特性元件的阻抗频率特性通过电线将低频信号发生器输出的正弦信号接通过电线将低频信号发生器输出的正弦信号接至如前图所示电路

5、，作为激励源至如前图所示电路，作为激励源U，并用交流毫伏表，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为测量，使激励电压的有效值为U3V，并保持不变。，并保持不变。使信号源的输出频率从使信号源的输出频率从200Hz逐渐增至逐渐增至5KHz，并使开关并使开关S分别接通分别接通R、L、C三个元件，用交流毫伏三个元件，用交流毫伏表测量表测量Ur，并通过计算得到各频率点时的，并通过计算得到各频率点时的R、XL与与Xc之值，记入表中。之值，记入表中。频 率 f(KHz)0.2 5RUr(mv)IRUr/r(mA)RU/IR(K)LUr(mV)ILUr/r(mA)XL=U/IL(K)CUr(mV)IcUr/r

6、(mA)Xc=U/Ic(K)记录表14.2用双踪示波器观察在不同频率下各元件用双踪示波器观察在不同频率下各元件阻抗角变化情况，并作记录。阻抗角变化情况，并作记录。频率f(KHz)0.2 5n(格)m(格)(度)记录表24.3测量测量R、L、C元件串联的阻抗角频率特性元件串联的阻抗角频率特性(记录表格同上记录表格同上)5.5.注意事项注意事项5.1交流毫伏表属于高阻抗电表交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先测量前必须先调零调零。5.2测测时时,示波器的示波器的v/divv/div和和t/divt/div的微调旋钮的微调旋钮应旋至应旋至“校准位置校准位置”。6.6.预习思考题预习思考题 测量测量

7、R R、L L、C C各个元件的阻抗角时，为什么各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或大电容替代？为什么？或大电容替代？为什么？7.7.实验报告要求实验报告要求 7.1 7.1 根据实验数据，在坐标纸上绘制根据实验数据，在坐标纸上绘制 R R、L L、C C三个元件的阻抗频率特性曲线三个元件的阻抗频率特性曲线,从中可得从中可得出什么结论出什么结论?7.27.2根据实验数据，在坐标纸上绘制根据实验数据，在坐标纸上绘制 R R、L L、C C三个元件的阻抗角频率特性曲线三个元件的阻抗角频率特性曲线,并总结、并总结、归纳出结论。归纳出结论。7.3 7.3 总结心得体会和收获。总结心得体会和收获。结结 束束