RLC元件阻抗特性的测定.doc

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1、实验七　R、L、C元件阻抗特性的测定一、实验目的1、验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R～f、XL～f及Xc～f特性曲线。2、加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系。二、原理说明　　1、在正弦交变信号作用下，R、L、C电路元件在电路中的抗流作用与信号的频率有关，它们的阻抗频率特性R～f，XL～f，Xc～f曲线如图1所示。2、元件阻抗频率特性的测量电路如图2所示。+-　　　　　　图1图2　　图中的r是提供测量回路电流用的标准小电阻，由于r的阻值远小于被测元件的阻抗值，因此可以认为AB之间的电压就是被测元件

2、R、L或C两端的电压，流过被测元件的电流则可由r两端的电压除以r所得。　　若用双踪示波器同时观察r与被测元件两端的电压，亦就展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的波形，从而可在荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。φ1.将元件R、L、C串联或并联相接，亦可用同样的方法测得Z串与Z并的阻抗频率特性Z～f，根据电压、电流的相位差可判断Z串或Z并是感性还是容性负载。2.元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变，将各个不同频率下的相位差画在以频率f为横坐标、阻抗角φ为纵座标的座标纸上，并用光滑的曲

3、线连接这些点，即得到阻抗角的频率特性曲线。图3用双踪示波器测量阻抗角的方法如图3所示。从荧光屏上数得一个周期占n格，相位差占m格，则实际的相位差φ（阻抗角）为图14-3φ＝m×（度）。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1函数信号发生器12交流毫伏表0～600V13双踪示波器14实验线路元件R=1KΩ，r=51Ω,C=1μF,L约10mH1三、实验电路+Ui-+-图3四、实验内容1、测量R、L、C元件的阻抗频率特性　　通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至如图3的电路，作为激励源ui，并用交流毫伏表测量，使

4、激励电压的有效值为Ui＝3V，并保持不变。使信号源的输出频率从200Hz逐渐增至2KHz，并使开关S分别接通R、L、C三个元件，用交流毫伏表测量Ur，并计算各频率点时的IR、IL和IC(即Ur/r)以及R=Ui/IR、XL=Ui/IU及XC=Ui/IC之值。f测量值对象2004006008001k1.2k1.4k1.6k1.8k2.0kRUR(V)Ur(V)Ir(mA)R=UR/Ir(Ω)LUL(V)Ur(V)IL(mA)XL测=UL/IL(V)XL理论=2πfL(Ω)CUC(V)Ur(V)IC(mA)XC测=UC

5、/IC(Ω)XC理=1/2πfC(Ω)注意：在接通C测试时，信号源的频率应控制在200～2500Hz之间。2、用双踪示波器观察在不同频率下各元件阻抗角的变化情况，按图3记录n和m，算出φ。示波器触发源信号选择相位超前的通道信号。φ＝五、实验注意事项　　测φ时，示波器的"V/div"和"t/div"的微调旋钮应旋置“校准位置”。六、预习思考题　　测量R、L、C各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或大电容代替？为什么？七、实验报告　　1、根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗

6、频率特性曲线，从中可得出什么结论？　　2、心得体会及其他。