實驗六 R、L、C 元件阻抗特性的測定

1、實驗六 R、L、C元件阻抗特性的測定一、實驗?zāi)康?、熟悉交流阻抗的測量方法，驗證電阻、感抗、容抗與頻率之間的關(guān)系，測定Rf、 XLf及XCf特性曲線及電路元件參數(shù)對響應(yīng)的影響。2、加深理解R、L、C元件端電壓與電流的相位關(guān)系，學(xué)會測量阻抗角的方法。二、實驗原理說明在正弦交變信號作用下，R、L、C電路元件在電路中的抗流作用與信號的頻率有關(guān)，它們的阻抗頻率特性Rf，XLf，Xcf曲線如圖6-1所示。圖6-1 R、L、C阻抗頻率特性元件阻抗頻率特性的測量電路如圖6-2所示，圖中的r是提供測量回路電流的標(biāo)準(zhǔn)電阻， 流過被測元件的電流可由r兩端的電壓除以r阻值所得。若用雙蹤示波器同時觀察與被測元 件兩端

2、的電壓，就會展現(xiàn)出被測元件兩端的電壓的波形以及與流過該元件電流同相位的電壓 波形，從而測出電壓與電流的幅值以及它們之間的相位差。將R、L、C元件串聯(lián)或并聯(lián)，亦可用同樣的方法測得串聯(lián)或并聯(lián)后的阻抗模閣與頻率 之間的關(guān)系國，稱為阻抗的幅頻特性。元件的阻抗角籟隨輸入信號的頻率變化而改 變，阻抗角筋與頻率之間的關(guān)系筋，稱為阻抗的相頻特性。用雙蹤示波器測量阻抗角 的方法如圖6-3所示，示波器熒光屏上，波形的一個周期占n格，相位差占m格，則阻抗 角為：P = iT 占n格圖6-3阻抗角的測量三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1信號發(fā)生器12萬用表3雙蹤示波器14頻率計1四、實驗內(nèi)容R、L、C元件阻抗

3、頻率特性的測定按圖6-2搭建RLC串聯(lián)實驗電路，將信號發(fā)生器的正弦波輸出作為激勵虬，使其電壓 幅值為4V，并在改變頻率時保持不變。把信號發(fā)生器的輸出頻率從1KHz逐漸增至20KHz （用頻率計測量），并使開關(guān)S依次接通R、L、C三個元件，用萬用表分別測量R、L、C 元件上的電壓及電流。并通過計算得到各頻率點的R、X l與Xc的值，記入表6-1中。2. R、L、C元件阻抗角的測定在圖6-2所示電路中，信號源的頻率f=10KHz，用雙蹤示波器觀察R、L、C元件的阻 抗角，在示波器上讀出m、n值，記入表6-2中，并計算阻抗角值。表6-2 R、L、C元件的阻抗角元件m （格）n （格）p （度）RLC

4、3. RLC串聯(lián)電路阻抗相頻特性的測定。圖6-4 RLC串聯(lián)電路阻抗相頻特性的仿真圖按圖6-4連接RLC串聯(lián)仿真電路，正弦信號發(fā)生器的幅值為4V，頻率從0.5KHz逐漸 增至20KHz，在示波器上觀察電壓和電流波形，讀出m、n值，將數(shù)據(jù)記入表6-3中，并計 算電壓和電流的相位差，即RLC串聯(lián)電路的阻抗角。表6-3 RLC串聯(lián)電路的阻抗相頻特性頻率f（KHz）0.5125101520n （格）m （格）p （度）五、實驗注意事項交流毫伏表屬于高阻抗電表，測量前必須先調(diào)零。測阻抗角時，示波器的“V/div”和“t/div”的微調(diào)旋鈕應(yīng)旋置“校準(zhǔn)位置”。六、思考題測量R、L、C各個元件的阻抗角時，為什么要與它們串聯(lián)一個小電阻？它對實驗中測 得的數(shù)據(jù)有何影響？可否用一個小電感或大電容代替？為什么？七、實驗報告要求根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上繪制R、L、C