实验七RLC原件阻抗特性的测定

1、电路基础实验实验七实验七RLCRLC 原件阻抗特性的测定原件阻抗特性的测定电路基础实验电路基础实验实验目的实验目的一一实验原理实验原理二二1 1、验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定、验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R R f f、XL XL f f及及Xc Xc f f特性曲线。特性曲线。2 2、加深理解、加深理解R R、L L、C C元件端电压与电流间的相位关系。元件端电压与电流间的相位关系。1 1、在正弦交变信号作用下，、在正弦交变信号作用下，R R、L L、C C电路元件在电路电路元件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中的抗流作用与信号的频率有关，它们的阻抗

2、频率特性R R f f，XL XL f f，Xc Xc f f曲线如图曲线如图11-111-1所示。所示。电路基础实验电路基础实验实验原理实验原理二二图图11-1 11-1 R R、L L、C C电路元件阻抗频率特性电路元件阻抗频率特性 电路基础实验电路基础实验1 1、在正弦交变信号作用下，电阻元件两端电压与流过的、在正弦交变信号作用下，电阻元件两端电压与流过的电流有关系式：电流有关系式： 在信号源频率较低情况下，略去在信号源频率较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值与信号源附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值与信号源频率无关，其阻抗频率特性如图频率无关，其阻抗频率特性如

3、图11-111-1IRU 2 2、如果不计线圈本身的电阻，又在低频时略去电容的、如果不计线圈本身的电阻，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为纯电感，有关系式，影响，可将电感元件视为纯电感，有关系式，感抗感抗 ，感抗随信号源频率而变，阻抗频率特，感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性如图性如图11-111-1所示所示。IjXUL fLXL23 3、在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯、在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式，电容，有关系式， 容抗：容抗： IjXUCfCXC21实验原理实验原理二二电路基础实验电路基础实验实验原理实验原理二二2 2、元件阻抗频率特性的

4、元件阻抗频率特性的测量电路如图测量电路如图11-211-2所示所示图图11-2 11-2 阻抗频率特性的测量电路图阻抗频率特性的测量电路图 图中的图中的r r是提供测量回路电是提供测量回路电流用的流用的标准小电阻（电流标准小电阻（电流取样电阻）取样电阻），由于，由于r r的阻值的阻值远小于被测元件的阻抗值，远小于被测元件的阻抗值，因此可以认为因此可以认为ASAS之间的电之间的电压就是被测元件压就是被测元件R R、L L或或C C 两端的电压，流过被测元两端的电压，流过被测元件的件的电流电流则可由则可由r r两端的电两端的电压压UrUr除以除以r r所得。所得。电路基础实验电路基础实验实验原理实

5、验原理二二2 2、若用双踪示波器同时观察若用双踪示波器同时观察r r与被测元件两端的电压，亦就展与被测元件两端的电压，亦就展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的波形，从而可在现出被测元件两端的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间的相位差荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。3 3、元件的阻抗角（即、元件的阻抗角（即相位差相位差）随输入信号的频率变化而改变，）随输入信号的频率变化而改变，将各个不同频率下的相位差画在以频率将各个不同频率下的相位差画在以频率f f为横坐标、阻抗角为横坐标、阻抗角为为纵座标的座标纸上，并用光滑的曲线连接这些点，即得到

6、阻抗角纵座标的座标纸上，并用光滑的曲线连接这些点，即得到阻抗角的频率特性曲线。的频率特性曲线。实验线路如图实验线路如图11-211-2所示，取所示，取R=1KR=1K，L=30mH(RLCL=30mH(RLC串联谐振电串联谐振电路）路）,C=0.1 ,C=0.1 F F ，通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号，通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至电路输入端，作为激励源，并用交流毫伏表测量，使激励电接至电路输入端，作为激励源，并用交流毫伏表测量，使激励电压 的 有 效 值 为压 的 有 效 值 为 3 V3 V ， 并 在 整 个 实 验 过 程 中 保 持 不 变 。， 并 在 整

7、 个 实 验 过 程 中 保 持 不 变 。电路基础实验电路基础实验实验原理实验原理二二用双踪示波器测量阻抗角的方法如图用双踪示波器测量阻抗角的方法如图11-311-3所示。从所示。从荧光屏上数得一个周期占荧光屏上数得一个周期占n n格，相位差占格，相位差占m m格，则实格，则实际的相位差际的相位差（阻抗角）为（阻抗角）为360()mn度图图11-3 11-3 双踪示波器测量阻抗角方法双踪示波器测量阻抗角方法电路基础实验电路基础实验实验设备及元器件实验设备及元器件三三实验内容实验内容四四1、双踪示波器的自检、双踪示波器的自检(1)(1)通过电缆线将低频信号发生器输出的正弦信号接至如图通过电缆线

8、将低频信号发生器输出的正弦信号接至如图11-211-2的电路，作为激励源的电路，作为激励源u u，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为效值为U U3V3V，并保持不变。，并保持不变。1 1、低频信号发生器、低频信号发生器 2 2、交流毫伏表、交流毫伏表3 3、双踪示波器、双踪示波器 4 4、频率计、频率计 5 5、实验线路元件、实验线路元件 6 6、电阻、电阻(2) (2) 使信号源的输出频率从使信号源的输出频率从200Hz200Hz逐渐增至逐渐增至5KHz5KHz（用频率计测量），（用频率计测量），并使开关并使开关S S分别接通分别接通R R、L L、

9、C C三个元件，用交流毫伏表测量三个元件，用交流毫伏表测量UrUr，并计，并计算各频率点时的算各频率点时的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。将数据记入表将数据记入表11-111-1中中电路基础实验电路基础实验实验内容实验内容四四f/Hz200500100020002500RUrIr=Ur/r(mA) R=U/Ir() LUrIr=Ur/r(mA) XL=U/IL() CUrIr=Ur/r(mA) XC=U/Ir() 表表1

10、1-111-1电路基础实验电路基础实验实验内容实验内容四四注意：在接通注意：在接通C测试时，信号源的频率应控制在测试时，信号源的频率应控制在2002500Hz之间。之间。2 2、用双踪示波器观察在不同频率下各元件阻抗、用双踪示波器观察在不同频率下各元件阻抗角的变化情况，按图角的变化情况，按图11-311-3记录记录n n和和m m，算出，算出,记记入表入表11-211-2中中电路基础实验电路基础实验F=1kHz电压与电流的相位关系电压与电流的相位关系Rn=m= Ln=m= = Cn=m= 表表11-111-1实验内容实验内容四四电路基础实验电路基础实验1 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, ,测量前必须先调测量前必须先调零零; ;实验注意事项实验注意事项五五2 2、测、测时，示波器的时，示波器的“V/div”V/div”和和“t/div” t/div” 的的微调旋钮应旋置微调旋钮应旋置“校准校准”位置。位置。电路基础实验电路基础实验 测量测量R R、L L、C C各个元件的阻抗角时，为什么要各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或大电容代替？为什么？大电容代替？为什么？实验预习思考题实验预习思考题六六电路基础实验电路基础实验1 1、根据实验数据，在方格纸上绘制、根据实验数据，在方格纸上绘制R