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文檔簡介
實驗正弦交流電路中的電阻電容電感第1頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感一、實驗目的:1、研究電阻、電容和電感在正弦交流電路中的特性。2、掌握用示波器觀測正弦交流電路中電壓和電流之間的相位差。3、學會測定正弦交流電的有效值和相位差的方法。二、實驗原理:1、正弦交流電作用于任一線性非時變電路,其兩端電壓與電流相量之比稱為元件的阻抗,即:阻抗是復數(shù),其模表示電壓、電流最大值或有效值之間的比值,而幅角(阻抗角)代表電壓、電流的相位差。2、在正弦交流電路中,對任一節(jié)點,各支路的電流和任一閉合回路各部分電壓應是向量的代數(shù)和等于零,而不是有效值的代數(shù)和等于零。即不僅考慮其模值關系,還要考慮其相位關系。第2頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感二、實驗原理:
3、在感性電路中,電壓超前電流一個角度;在容性電路中,電流超前電壓一個角度;當電路成電阻性時,電壓與電流是同相位的。4、因為示波器不能直接測量電流信號,只能觀測電壓信號,我們利用在電阻上的兩端電壓與電流是同相位關系,用示波器觀測電阻兩端的電壓波形,就可表示為電流的波形,只不過幅度再被電阻值除一下即可。5、兩個同頻率正弦信號在任一時刻的相位之差稱為相位差。相位差的測量通常采用示波器。兩個同頻率正弦信號的相位差實際上是它們的初相之差,其值大小與時間t無關。如何用雙蹤示波器測量相位差呢?在雙蹤示波器上同時顯示兩個被測信號的波第3頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感二、實驗原理:形,如圖4—1所示,圖中θ是兩個被測信號的相位差,AC和BD是被測信號周期的長度,AB是兩個被測信號相位差的長度,根據(jù)比例關系
=,
則相位差為:
θ=×360°圖4—1第4頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感三、實驗儀器:1、雙蹤示波器2、低頻信號發(fā)生器3、數(shù)字毫伏表4、電路實驗箱四、實驗內容:1、RC串聯(lián)電路:電路如圖4—2所示。(1)、調節(jié)低頻信號發(fā)生器f=1KHz、Us=2V、R=10Ω、C=2μf(2)、用示波器觀察I、U的相位關系,記錄其波形及相位差。(3)、用毫伏表測量Us、UR、Uc。(4)、改變R值,觀察其相位變化。(5)、改變f值,觀察其相位變化。(6)、畫出f=1KHz時各電壓的向量圖。
第5頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感四、實驗內容:1、RC串聯(lián)電路:圖4—2RC串聯(lián)電路第6頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感四、實驗內容:2、RL串聯(lián)電路:電路如圖4—3所示。圖4—3RL串聯(lián)電路第7頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感四、實驗內容:2、RL串聯(lián)電路:(1)、調節(jié)低頻信號發(fā)生器f=10KHz、Us=2V、R=50Ω、L=3.3Mh。(2)、用示波器觀察I、U的相位關系,記錄其波形及相位差。(3)、用毫伏表測量Us、UR、UL。(4)、改變R值,觀察其相位變化。(5)、改變f值,觀察其相位變化。(6)、畫出f=10KHz時各電壓的向量圖。3、RLC串聯(lián)電路:電路如圖4—4所示。(1)、調節(jié)低頻信號發(fā)生器f=1KHz、Us=2V、R=10Ω、C=2μf、L=3.3Mh。(2)、用示波器觀察I、U的相位關系,記錄其波形及相位差,并判斷電路的性質。第8頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感四、實驗內容:3、RLC串聯(lián)電路:(3)用毫伏表測量Us、UR、UL、Uc和阻抗的模。(4)改變R值,觀察其相位變化。(5)改變f值,觀察其相位變化。(6)畫出f=1KHz時各電壓的向量圖。
圖4—4RLC串聯(lián)電路
第9頁,共11頁,2023年,2月20日,星期六正弦交流電路中的電阻、電容、電感五、注意事項:測量時要正確使用有關儀器、儀表,并注意低頻信號發(fā)生器、雙蹤示波器、數(shù)字毫伏表都有接地問題,即儀器的地線,必須與被測電路的零電位相連。六、數(shù)據(jù)表格:項目單位RL電路RC電路RLC電路給定值RLC第10頁,
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