實(shí)驗(yàn)七RLC原件阻抗特性的測(cè)定

1、電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七RLCRLC 原件阻抗特性的測(cè)定原件阻抗特性的測(cè)定電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康囊灰粚?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二1 1、驗(yàn)證電阻、感抗、容抗與頻率的關(guān)系，測(cè)定、驗(yàn)證電阻、感抗、容抗與頻率的關(guān)系，測(cè)定R R f f、XL XL f f及及Xc Xc f f特性曲線。特性曲線。2 2、加深理解、加深理解R R、L L、C C元件端電壓與電流間的相位關(guān)系。元件端電壓與電流間的相位關(guān)系。1 1、在正弦交變信號(hào)作用下，、在正弦交變信號(hào)作用下，R R、L L、C C電路元件在電路電路元件在電路中的抗流作用與信號(hào)的頻率有關(guān)，它們的阻抗頻率特性中的抗流作用與信號(hào)的頻率有關(guān)，它們的阻抗

2、頻率特性R R f f，XL XL f f，Xc Xc f f曲線如圖曲線如圖11-111-1所示。所示。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二圖圖11-1 11-1 R R、L L、C C電路元件阻抗頻率特性電路元件阻抗頻率特性 電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1 1、在正弦交變信號(hào)作用下，電阻元件兩端電壓與流過(guò)的、在正弦交變信號(hào)作用下，電阻元件兩端電壓與流過(guò)的電流有關(guān)系式：電流有關(guān)系式： 在信號(hào)源頻率較低情況下，略去在信號(hào)源頻率較低情況下，略去附加電感及分布電容的影響，電阻元件的阻值與信號(hào)源附加電感及分布電容的影響，電阻元件的阻值與信號(hào)源頻率無(wú)關(guān)，其阻抗頻率特性如圖頻率無(wú)關(guān)，其阻抗頻率特性如

3、圖11-111-1IRU 2 2、如果不計(jì)線圈本身的電阻，又在低頻時(shí)略去電容的、如果不計(jì)線圈本身的電阻，又在低頻時(shí)略去電容的影響，可將電感元件視為純電感，有關(guān)系式，影響，可將電感元件視為純電感，有關(guān)系式，感抗感抗 ，感抗隨信號(hào)源頻率而變，阻抗頻率特，感抗隨信號(hào)源頻率而變，阻抗頻率特性如圖性如圖11-111-1所示所示。IjXUL fLXL23 3、在低頻時(shí)略去附加電感的影響，將電容元件視為純、在低頻時(shí)略去附加電感的影響，將電容元件視為純電容，有關(guān)系式，電容，有關(guān)系式， 容抗：容抗： IjXUCfCXC21實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二2 2、元件阻抗頻率特性的

4、元件阻抗頻率特性的測(cè)量電路如圖測(cè)量電路如圖11-211-2所示所示圖圖11-2 11-2 阻抗頻率特性的測(cè)量電路圖阻抗頻率特性的測(cè)量電路圖 圖中的圖中的r r是提供測(cè)量回路電是提供測(cè)量回路電流用的流用的標(biāo)準(zhǔn)小電阻（電流標(biāo)準(zhǔn)小電阻（電流取樣電阻）取樣電阻），由于，由于r r的阻值的阻值遠(yuǎn)小于被測(cè)元件的阻抗值，遠(yuǎn)小于被測(cè)元件的阻抗值，因此可以認(rèn)為因此可以認(rèn)為ASAS之間的電之間的電壓就是被測(cè)元件壓就是被測(cè)元件R R、L L或或C C 兩端的電壓，流過(guò)被測(cè)元兩端的電壓，流過(guò)被測(cè)元件的件的電流電流則可由則可由r r兩端的電兩端的電壓壓UrUr除以除以r r所得。所得。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)

5、驗(yàn)原理二二2 2、若用雙蹤示波器同時(shí)觀察若用雙蹤示波器同時(shí)觀察r r與被測(cè)元件兩端的電壓，亦就展與被測(cè)元件兩端的電壓，亦就展現(xiàn)出被測(cè)元件兩端的電壓和流過(guò)該元件電流的波形，從而可在現(xiàn)出被測(cè)元件兩端的電壓和流過(guò)該元件電流的波形，從而可在熒光屏上測(cè)出電壓與電流的幅值及它們之間的相位差熒光屏上測(cè)出電壓與電流的幅值及它們之間的相位差。3 3、元件的阻抗角（即、元件的阻抗角（即相位差相位差）隨輸入信號(hào)的頻率變化而改變，）隨輸入信號(hào)的頻率變化而改變，將各個(gè)不同頻率下的相位差畫(huà)在以頻率將各個(gè)不同頻率下的相位差畫(huà)在以頻率f f為橫坐標(biāo)、阻抗角為橫坐標(biāo)、阻抗角為為縱座標(biāo)的座標(biāo)紙上，并用光滑的曲線連接這些點(diǎn)，即得到

6、阻抗角縱座標(biāo)的座標(biāo)紙上，并用光滑的曲線連接這些點(diǎn)，即得到阻抗角的頻率特性曲線。的頻率特性曲線。實(shí)驗(yàn)線路如圖實(shí)驗(yàn)線路如圖11-211-2所示，取所示，取R=1KR=1K，L=30mH(RLCL=30mH(RLC串聯(lián)諧振電串聯(lián)諧振電路）路）,C=0.1 ,C=0.1 F F ，通過(guò)電纜線將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)，通過(guò)電纜線將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接至電路輸入端，作為激勵(lì)源，并用交流毫伏表測(cè)量，使激勵(lì)電接至電路輸入端，作為激勵(lì)源，并用交流毫伏表測(cè)量，使激勵(lì)電壓 的 有 效 值 為壓 的 有 效 值 為 3 V3 V ， 并 在 整 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 中 保 持 不 變 。， 并 在 整

7、 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 中 保 持 不 變 。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二二用雙蹤示波器測(cè)量阻抗角的方法如圖用雙蹤示波器測(cè)量阻抗角的方法如圖11-311-3所示。從所示。從熒光屏上數(shù)得一個(gè)周期占熒光屏上數(shù)得一個(gè)周期占n n格，相位差占格，相位差占m m格，則實(shí)格，則實(shí)際的相位差際的相位差（阻抗角）為（阻抗角）為360()mn度圖圖11-3 11-3 雙蹤示波器測(cè)量阻抗角方法雙蹤示波器測(cè)量阻抗角方法電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件三三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四四1、雙蹤示波器的自檢、雙蹤示波器的自檢(1)(1)通過(guò)電纜線將低頻信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接至如圖通過(guò)電纜線

8、將低頻信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接至如圖11-211-2的電路，作為激勵(lì)源的電路，作為激勵(lì)源u u，并用交流毫伏表測(cè)量，使激勵(lì)電壓的有，并用交流毫伏表測(cè)量，使激勵(lì)電壓的有效值為效值為U U3V3V，并保持不變。，并保持不變。1 1、低頻信號(hào)發(fā)生器、低頻信號(hào)發(fā)生器 2 2、交流毫伏表、交流毫伏表3 3、雙蹤示波器、雙蹤示波器 4 4、頻率計(jì)、頻率計(jì) 5 5、實(shí)驗(yàn)線路元件、實(shí)驗(yàn)線路元件 6 6、電阻、電阻(2) (2) 使信號(hào)源的輸出頻率從使信號(hào)源的輸出頻率從200Hz200Hz逐漸增至逐漸增至5KHz5KHz（用頻率計(jì)測(cè)量），（用頻率計(jì)測(cè)量），并使開(kāi)關(guān)并使開(kāi)關(guān)S S分別接通分別接通R R、L L、

9、C C三個(gè)元件，用交流毫伏表測(cè)量三個(gè)元件，用交流毫伏表測(cè)量UrUr，并計(jì)，并計(jì)算各頻率點(diǎn)時(shí)的算各頻率點(diǎn)時(shí)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。將數(shù)據(jù)記入表將數(shù)據(jù)記入表11-111-1中中電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)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電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四四注意：在接通注意：在接通C測(cè)試時(shí)，信號(hào)源的頻率應(yīng)控制在測(cè)試時(shí)，信號(hào)源的頻率應(yīng)控制在2002500Hz之間。之間。2 2、用雙蹤示波器觀察在不同頻率下各元件阻抗、用雙蹤示波器觀察在不同頻率下各元件阻抗角的變化情況，按圖角的變化情況，按圖11-311-3記錄記錄n n和和m m，算出，算出,記記入表入表11-211-2中中電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)F=1kHz電壓與電流的相位關(guān)系電壓與電流的相位關(guān)系Rn=m= Ln=m= = Cn=m= 表表11-111-1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四四電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1 1、交流毫伏表屬于高阻抗電表、交流毫伏表屬于高阻抗電表, ,測(cè)量前必須先調(diào)測(cè)量前必須先調(diào)零零; ;實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)五五2 2、測(cè)、測(cè)時(shí)，示波器的時(shí)，示波器的“V/div”V/div”和和“t/div” t/div” 的的微調(diào)旋鈕應(yīng)旋置微調(diào)旋鈕應(yīng)旋置“校準(zhǔn)校準(zhǔn)”位置。位置。電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 測(cè)量測(cè)量R R、L L、C C各個(gè)元件的阻抗角時(shí)，為什么要各個(gè)元件的阻抗角時(shí)，為什么要與它們串聯(lián)一個(gè)小電阻？可否用一個(gè)小電感或與它們串聯(lián)一個(gè)小電阻？可否用一個(gè)小電感或大電容代替？為什么？大電容代替？為什么？實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考題實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考題六六電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在方格紙上繪制、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在方格紙上繪制R