电气小组电路研究

1、 电路课程研究性实验报告RC、RL、RLC电路动态与正弦稳态特性研究 院校： 电气信息学院 专业班级: 电气1301班 学生组员：谭远 付祥翔 孙忧富 龚勇 指导老师： 胡鹤宇 日期：2014年6月15日 电路课程研究性实验实验报告 （一）实验目的： 1 学习用示波器观察和分析RC，RL，RLC的电路的响应 2 通过电路方波响应波形的观察，判别元件性质 3 学会用电压、电流表判别黑匣子元件性质。 4 学习用三表法测量交流电路的参数及其误差分析 5 了解RLC元件在正弦电压情况下的电压电流波形 6.学习正确选用交流仪器和设备 7.掌握功率表、调压器的使用 8 综合运用所学知识，自主完成实验，提高

2、科学素养，增加实 验动手能力，提高积极思考问题解决问题的能力。 （二）实验内容：一、 电路动态过程研究1.用示波器判别黑匣子元件性质，方法自选，并确定元件参数值；2.RC电路的方波相响应： 在RC电路中，用示波器观察RC电路方波信号响应波形。图2所示的波形为电路时间常数小于周期的情况。用实验情况估算RC电路时间常数,线路自定。3.RL方波响应电路及时间常数估算，线路自定。4.RLC电路方波响应：用示波器观察RLC串联电路的方波响应、i波形5.用EWB仿真软件，观察RLC串联电路的方波响应、i波形。要求讨论等幅震荡的条件 二、 R、L、C元件参数的测量 1.用电压、电流表判别黑匣子元件性质； 2

3、. 用交流电压、电流表及功率表分别测量R、L、C元件交流参 数，讨论实验误差引起的原因。 3.用EWB仿真软件分别测量R、L、C元件交流的参数，方法自定，试验线路自拟。 三、正弦电源下电路稳态特性的研究 1. 用示波器分别观察R、L、C元件在正弦电源下响应的电压、电流波形。 2. 用示波器分别观察R、L、C元件伏安关系曲线。3. 用示波器分别观察RLC元件串联的在正弦电压情况下感性、容性和电阻性响应的电压、电流波形。实验员：龚勇 付祥翔 孙忧富报告记录：谭远（三）实验要求1. 自拟实验线路，并画出具体实验线路。2. 自拟记录表格记录有关实验数据。3. 记录示波器，观察电压，电流波形。4. 研究

4、性实验报告参考平常实验报告形式，包括项目组人员及分工；主要内容简述目的；实验线路；实验数据和波形，曲线；实验结果与分析；实验问题的处理与心得等；所选仪器与设备型号等。5. 鼓励增加自己感兴趣的实验内容或自选实验项目。（四）实验任务1电路动态过程研究（1）用示波器判别黑匣子元件性质，方法自选，并确定元件参数值；电路原理图如下图所示:若黑匣子为电阻，则元件的波形图为：若黑匣子元件是电容元件，则元件的波形图为：若黑匣子元件是电感元件，则元件波形图为：（2）RC电路的方波响应：在RC电路用示波器观察RC电路信号响应波形。用实验方法估算RC电路时间常数，线路自定。电路仿真图如下图所示:所得方波图形为:充

5、电时间常数 T=R1R2*C/(R1+R2)放电时间常数T=R2*C(3)RL方波响应及时间常数估算，线路自定。实验仿真图如下图所示 ：所得电感电压波形图：充电时间常数T=L*(R1+R2)/R1R2;放电时间常数T=L/R2;(4)RLC电路方波响应：用示波器观察RLC串联电路的方波响应Uc,i波形。仿真电路模型如图所示：Uc,i方波响应：2.R.L.C元件参数的测量（1）用电流电压表判别黑匣子元件性质；1. 调压器提供实验电压，电压表监测元件电压，电流表监 测元件电流，在被测元件两端并接一只适当容量的试验电容器，若电流表读数增大则被测元件为容性；反之为感性。 实验操作如【11】图接线 实验

6、结果 据图将电压表和电流表的示数记录到表-1中电压电流电容器并入前电容器并入后 （2）用交流电压表。电流表及功率表分别测量R.L.C元件的交流参数，讨论误差产生的原因。1.如下图为电压线圈支路前接法： 由图可求功率表的读数 PW =PL+I²(RA+RWA)因而产生误差P P=I²(RA+RWA)PL为ZL上的功率，为了减少测量误差，应使I²(RA+RWA)越小越好，故这种电路适用于RL(RA+RWA）的场合2.如下图为功率表后接的方法测量R.L.C的交流参数（电阻。电容。电感相互调换即可）： 电压线圈支路前接法和电压线圈支路后接法是一种对偶电路，则分析方法可采用

7、对偶原理。由上图可求功率表的读数 PW=PL+U²(1/RV+1/RWV)因而产生的误差P P=U²(1/RV+1/RWV)为减小误差，应使P越小越好，这种电路适用于：RWVRL,RVRL。 3.实验表格及其数据接后式：测试记录负载类型U/VI/AP/W电压线圈前接18.00.0781.40电阻器170.0821.3电感器740.0191.4电容器3.正弦电源下电路稳态特性的研究（1）用示波器分别观察R.L.C元件的在正弦电压情况下响应u,i的波形。电阻仿真电路图如下图所示：U,i波形图：电感仿真电路图如下图所示：U,i波形图：电容仿真电路图如下图所示：U,i波形图：（2）

8、用示波器分别观察R.L.C元件串联的在正弦电压情况下感性。容性和电阻性响应u,i波形。容性电路响应仿真电路图及其u.i波形：感性电路响应仿真电路图及其u.i波形：电阻性电路响应仿真电路图及其u.i波形：（五） 实验设备：双线示波器 1台信号发生器 1台黑匣子 1台电阻箱 2个 电容器 1个电感器 1个电压表 1个电流表 1个功率表 1个电容箱 1个单向调压器 1台（六）心得与体会： 通过这次电路课程研究性实验项目，我们深深体会到了团队的协作能力及个人的动手能力，这说明我们在学习中，不仅仅只注重学习，我们要学会融入团队，要具备动手能力，要在某一方面拥有自己的特长，这样，我们不仅融入了社会融入了团队，社会与团队