实验1 RLC元件阻抗特性的测定（交）new.docVIP

实验一 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、实验仪器 低频信号发生器，交流毫伏表，双踪示波器 实验线路元件（） 三、预习要求 1、复习教材中有关R、L、C元件特性的相关内容。 2、阅读实验过程，熟悉实验原理。 四、实验原理 1、在正弦交流信号作用下，L、C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2a 图2a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间的电压就是补测元件R或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得到。 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与流过该元件电流的波形，从而可在图形显示窗口测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。 3、将元件R、L、C串联或并联相接，亦可用同样的方法测得时的阻抗频率特性，根据电压、电流相位差可判断出是感性还是容性负载。 图2b 4、元件的阻抗角（即相位差）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，阻抗角为纵坐标的坐标纸上，并用光滑曲线连接这些点，即得到阻抗角的频率特性曲线。 用双踪示波器测量阻抗角的方法如图3所示。图形显示区上数得一个周期占N格，相位差M格，则实际的相位差（阻抗角）为度。 五、实验内容 1、测量R、L、C元件的阻抗频率特性 将低频信号发生器输出的正弦信号接至图2电路中，作为激励源U，并用交流电压表X1（mv级）测量，使激励电压的有效值为U=3V，并保持不变。使信号源的输出频率从1kHz逐渐增至10KHz（用频率计核对），并使开关S分别接通R、L、C三个元件，用交流电压表X1测量Ur，并通过计算得到各频率点时的的值，记入表1中。 表1 频率f(KHz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R L C 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，并记录于表2中。 表2 频率f（kHz） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N（格） M（格） （度） 3、测量R、L、C元件串联的阻抗角频率特性。（此项依照表2自己设计表格并填写） 六、实验思考与作业 1、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？ 2、根据实验数据，绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线，并归纳出结论。 3、根据实验数据，绘制R、L、C三个元件串联的阻抗角频率特性曲线，并归纳出结论。 参考： 接L时-（2KHz）72度 接L时-（5Hz）45度 接L时-（5KHz）90度 接C时-(2KHz)288度 1