实验七RLC元件阻抗频率特性

1、实验七R.L.C元件阻抗频率特性一、实验目的1、验证R.L.C元件的频率特性.2、熟悉低频信号发生器/函数信号发生器等常用电子仪器的使用方法.二、实验原理正弦交流电可用三角函数表示，由最大值，频率f和初相三要素来决定。在正弦稳态电 路的分析中，由于电路中各处电压、电流都是同频率的交流电，所以电流、电压可用相量表 示。在频率较低的情况下，电阻元件通常略去其电感及分布电容而看成是纯电阻。此时端电 压与电流可用复数欧姆定律来描述：U=Ri式中R为线性电阻元件，U与I之间无相角差。电阻中吸收的功率为：P=UI=RI2因为略去附加电感和分布电容，所以电阻元件的电阻值与频率无关。R-f关系如图7-1。电容

2、元件在低频也可略去其附加电感及电容极板间介质的功率损耗，因而可认为具有电 容C。在正弦电压作用下流过电容的电流与电压之间也可用复数欧姆定律来表示：住X式中XC是电容的容抗，其值为：XC=1/jc所以有0=(1/j3c)*i= (i/3c)Z-9Oo，电压U滞后于电流I的相角为900，电容中所吸 收的平均功率为零。电容的容抗与频率的关系XC-f曲线如图8-1电感元件因其导线绕成，导线有电阻，在低频时如略去其分布电容则它仅由电阻Rl与 L组成。在正弦电流的情况下其复阻抗为：Z=RL+j3L=V R2+(oL) 2 ZO=zZO其中Rl为线圈导线电阻.阻抗角p可由Rl及L参数来决定： 件tg-1 3

3、L/R电感线圈上电压与流过的电流间关系为：U= (RL+j coL) 1= zZOI电压超前电流9Oo,电感线圈所吸收的平均功率为：三、实验设备GDDS实验装置DGJ实验装置名称型号或 规格数量备注名称型号或 规格数量备注1低频信号 发生器DDH- 111函数信号发生器DDH-112交 流电压表JDV-2 412数 字万用表1自备3交 流电流表JDA-1 113电阻R1100 Q1电阻箱 电阻4电阻R1100 Q1D014电阻R2100 Q1电阻箱 电阻5电阻R2200 Q1D015电阻R3300 Q1电阻箱 电阻6电阻R3300 Q1D016电感线圈L=10mH1DGJ-057电感线圈L=1

4、00 mH1互感器 线圈 D047电容C=0.47 uf1互感器 线圈DGJ-058电容C=1 u f1D068电阻R200 Q1电阻箱9电阻R200 QD01四、实验内容1、测量R-f特性. 实验线路如图7-2示,本线路除测量R-f特性外，还可验证纯电阻电路电压关系及电 流关系.E3=欢Rc图7-2 R-f特性测量实验线路调节信号源使f=1KHz,V=5V(GDDS)或 3V(DGJ)保持不变.测量并记录电阻上电压，记录于表7-1中：表 7-1:测量值 f(Hz)&% Uab+Ubc= UAC?】R1(mA)】R2(mA)【R3(mA)【R2+【R3=【R120040060080010002

5、、XL-f特性测试实验线路如图7-3所示,R为限流电阻,Z为被测阻抗,调节信号源电压U(GDDS的U=5V,DGJ的U=3V)不变，改变频率重复测量电感线圈上电压UZ电阻上电压UR列于表7-2:表7-2+U(3)XC-f特性测量实验电路如图7-4 UR列表7-3中.图7-3XL-f特性测试实验线路所示，信号源电压U同(2),调节信号源频率重复测量UC及RURf(Hz)50100150200250300350400450500uzUR】RX测X计误差表7-3f(Hz)50100150200250300350400450500UCUR测x 计_1/2 , fcU L JI !_C 误差图7-4 XC