RCL串联电路的稳态特性

1、实验项目：   rcl串联电路的稳态特性（综合设计2-1）实验目的：   1. 继续学习使用双踪示波器。     2.掌握测量两个同频率电信号的相位差。     3.观测rlc串联电路的幅频特性和相频特性。实验仪器：   双踪示波器   低频信号发生器   真空管毫伏表   标准电容箱   电阻箱   固定电感 实验原理：   1.rc串联电路    图一

2、  图一中，电路的总阻抗 电流            电源电压与电阻和电容上的电压的关系为图二   图二     ，   和i（或 ）之间的相位差                        

3、60;                                    和 之间的相位差 当 时， 当 时， 2.rl串联电路   图三   图三中，电路的总阻抗 电流 电源电压与电阻和电感上的电压的关系为图四 &

4、#160; 图四  ，  和i（或 ）之间的相位差   和 之间的相位差 当 时， 当 时， 3.rlc串联电路                               图五 图五中，电路的总阻抗      

5、0;                                       电流             

6、; 电源电压与电阻、电容和电感上的电压的关系为图六     图六   电源电压和电流之间的相位差                                       

7、60;                   由上式，电路的谐振频率为 。 当 时， ，电压的相位落后于电流，电路呈容性。 当时， ，电压的相位落后于电流，电流呈感性。 4.相位差的测量     用双踪示波器测量相位差时，先测出一个信号周期对应的水平距离l,再测出两个信号同相位点的水平距离 ，则         

8、0;                                                 

9、0;  实验步骤：   (一)  观察测量rc串联电路的幅频特性和相频特性 1. rc串联电路的幅频特性 (1) 电路连接如下图所示。安排电路时注意u，ur的公共接点与信号源、示波器的接地端连接在一起。  电源由低频信号发生器供给。取u=1v，r用电阻箱取r=500w，c用电容箱取c=0.5mf 。交流电压用真空管毫伏表测量。 (2) 测量频率f由505000hz取5 个不同数值，分别测出ur 、uc 的数值，应注意每次改变频率后，需重新调整信号源的输出电压，使u保持为1v，分析ur 、uc随频率变化规律。 2. rc串联电路的相频特性 (1) 将u、u

10、r 分别接到双踪示波器的两个垂直输入端yb 、ya ，扫描方式采用断续扫描。调节示波器，使u、ur  波形稳定，测出相位差f 。  (2) r、c、f取值同前。改变信号源频率，观测f的变化，取5个不同的f值，测出相应的相位差f，并与理论值比较。 (二) 观察测量rl串联电路的幅频特性和相频特性 1. rl串联电路的幅频特性 (1) 实验电路如下图所示。l用固定电感。取u=1v, r=500w, l=0.1h 。  (2) f由50hz5000hz取5个不同数值，测出 ur、ul ，分析ur、ul 随f变化规律。 2. rl串联电路的相频特性 电路及元件取

11、值同1，测量步骤及数据要求同rc电路。 (三) 观察测量rlc串联电路的相频特性 实验电路图如下图所示。r、l、c取值同前。改变频率f，观察相位差f的变化。 数据记录：   rc幅频      f(hz) 400020001000500  200 u(v)5555 5ur(v)4.94.74.12.8 1.2uc(v) 0.91.62.7  4.1 4.9u=(ur2+uc2)1/2 4.95 5.064.

12、91  4.96 5.04rc相频     f(hz)400020001000 500 200l(cm)2.312.422.5 2.52 2.58 dl(cm) 0.08 0.16 0.24 0.38 0.53 实测j 0.19（10.89度） 0.39（22.35度） 0.60（34.38度） 0.95（54.29度） 1.29（73.95度） 

13、理论j 10.75度 19.89度 35.88度 55.35度 74.55度 rl幅频  f(hz)400020001000 500 200u(v)555 5 5 ur(v) 3.1 3.5 3.8 4 4.2 ul(v) 3.7 3.1 2.5 2 1.5   u=(ur2+uc2)1/24.844.68 4.55 4.474.56&#

14、160;                  f(hz)80006000400020001000500200l(cm)1.291.560.61.02.21.923dl(cm)0.230.250.080.0750.10.050.026实测j1.13（64.69度）1.01（57.69度）0.82（48度）0.47（27度）0.29（16.36度）0.16（9.38度）    0.054（3.12度）

15、 理论j66.36度59.73度48.8度29.7度15.94度8.13度3.27数据处理：   rc幅频      f(hz) 400020001000500  200 u(v)5555 5ur(v)4.94.74.12.8 1.2uc(v) 0.91.62.7  4.1 4.9u=(ur2+uc2)1/2 4.95 5.064.91  4.96 5.04rc相频 

16、    f(hz)400020001000 500 200l(cm)2.312.422.5 2.52 2.58 dl(cm) 0.08 0.16 0.24 0.38 0.53 实测j 0.19（10.89度） 0.39（22.35度） 0.60（34.38度） 0.95（54.29度） 1.29（73.95度） 理论j 10.75度 19.89度 35.88

17、度 55.35度 74.55度 rl幅频  f(hz)400020001000 500 200u(v)555 5 5 ur(v) 3.1 3.5 3.8 4 4.2 ul(v) 3.7 3.1 2.5 2 1.5   u=(ur2+uc2)1/24.844.68 4.55 4.474.56                   f(hz)800060004000200