§37LRC电路稳态特性的研究

《§37LRC电路稳态特性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、§3.7LRC电路稳态特性的研究目的1.考察LRC串联电路的幅频特性和相频特性.2.掌握位相差的测量方法.仪器及用具双踪示波器、数字万用表、低频信号发纶器、标准电容箱、标准电感、电阻箱.实验原理当一正弦交流电压加在由电阻、电感、电容组成的电路上时，电路中的电流和各元件上的电压随电源频率的变化关系称为幅频特性；电流与电源电压间、各元件上的电压和电源电压间的位相差随电源的频率的变化关系称为相频特性.1.RC串联电路RC串联电路如图3.7-1所示.令Q衣示电源的圆频率,U、/、Ur、/分别表示电源电压、电流、R上的电压、C上的电压的有效值，则(3.7-1)(3

2、.7-2)(3.7-3)(3.7-4)图3.7-1RC串联电路图3.7-2RC$联电路和频特性Ur=IRuc=—coC令卩表示电流和电源电压间的位相差，则(P=-arctg(一-一)o)CR由(3.7-1)〜(3.7-3)式可知，当电源的频率增加时，电流的幅值和R上的电压幅值将增加，而C上的电压幅值则减小•利用元件的幅频特性可以把不同的频率分开，构成各种滤波器.再考察一下式(3.7-4)表示的相频特性.当频率很低时，炉接近-兀/2;当频率很高时，(p接近零，即电流和电压同位相，相频特性曲线如图3.7-2所示.2.RL串联电路(3.7-5)(3.7-6)(

3、3.7-7)RL图3.7-3RL串联电路RL串联电路如图3.7-3所示，其电压、电流及位相的关系如下{R?+UrFRUl=IcoL(p=arctg——(3.7-8)RRL串联电路的幅频特性与RC电路相反.当Q增加时,/和Ur减小，而Ul则增人.利川这样的幅频特性同样可构成各种滤波器.RL的相频特性如图3.7-4所示.当•很低时，q>接近零;当Q很高时，创娈近于兀/2.1.R厶C串联电路RLC串联电路如图3.7-5所示，其电压、电流及位相的关系如下图3.7-5RLC^联电路图3.7-6RLC串联电路相频特性曲线(3.7—8)coL--coCR当心為吋,“电

4、流与电源电压的位相-致,电路达到谐振,相应的圆频率用表示，即69()=―.(3.7—9)VZc当力时,(p>0,电流的位相落后于电源电压，整个电路呈电感性.随着•增尢涎近兀/2•当吋,严0,电流的位相超询于电源电压，整个电路呈电容性.随着Q的减小倂趋近于・兀/2,如图3.7-6所示.相频特性111J线的测最线路如图3.7・7所示.图屮虚线框内为双踪示波器,示波器的两个信号输入端分别与电阻R和信号发牛器S的输出端相连.此外，为了使示波器水平扫描完全与丫八、Yb信号同步测量两信号的位相差，应将S的输出端与示波器的“外触发”端相连，并R将“触发”选择旋钮转到“

5、外”的位置•适当地调节示波器，使荧光屏上显示稳定而清晰的两条正弦曲线，如图3.7-8所示.因为根据示波器荧光屏水平扫描线即时间基线上单位间隔所代表的时间(即时基因数)，可由示波器的“扫描选择”确定，所以根据止弦波的一个周期在水平方向所山冇的格数可确定周期T,根据两个波形错开的距离△「町以确定两个iE弦信号的位相差.设岭=Asin(曲+©)=Asin69(r+—)3YB=Bsin(曲+0b)=Bsinco(t+—)则相位差为cp=(pA-(pRC°吋间差为3=纟丄一A=丄(0A-08)Ct)Ct)0)因此，位相差为=(pt-2/rfAr==图3.7-7r

6、c串联电路相频特性曲线测量图3.7-9实验内容1.测定RC串联电路的幅频特性曲线参照图3.7・9的电路，取R=500.0Q,C=0.5000uf,测量Uc_f曲线时,町将图3.7-9中R和C互换位置后再测量，并且测量中始终保持信号源输出幅值为1伏•根据测量数据在同一处标纸上做图UR-f和Uc—曲线.2.测定RC串联电路的相频特性曲线参照图3.7-7的电路，取/?=500.0Q,C=0.5000uf,做卩一/曲线.3.选取戶l()()()Hz时所测得的Ur、(7c及汕•与理论值进行比佼.4.测定MC串联电路的相频特性曲线参照图3.7-10的电路，取/?=5

7、00.0Q,C=0.5000Uf,L=10mH左右，测定0-时1111线.注意:凡是/超前于U的。取“一”；反乙则取“I•”.将实验测得的谐振频率与理论值比较计算课差.图3.7-10思考题I.怎样根据示波器X轴的时基【大I数，测定两正弦波的位相并?