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实验报告: L、C元件上电流、电压的相位关系.doc
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四川大学电气信息学院
电气工程及其自动化网络专升本
实验报告
实验课程:电工电子综合实践
实验名称: L、C元件上电流、电压的相位关系
班级:05秋电气工程及其自动化 姓名:
学号: VH1052U2003 日期: 200
=======================================================
实验目的:
1、进一步了解在正弦电压激励下,L、C元件上电流、电压的大小和相位关系,了解电路参数和频率对它们的影响。
2、学习用示波器测量电流、电压相位差的方法。
3、学习用数字相位计进行相位测量。
二、实验内容
1、用示波器分析电感L上电流、电压的数量关系。
(1)、L=2mH R=10Ω f=10KHz UsP-P=1.5V
(理论计算:XL=125.6Ω,Z=126Ω, IRP-P=0.0119A ,URP-P=0.119V,ULP-P=1.495V,阻抗角=85.45O)
测出电感上电流与电压的波形如下图:
(1)实测:f=10KHz ,UsP-P=1.5V 时,测得:URP-P=0.13V,IRP-P=0.013A,ULP-P
ULP-P=ILP-P *XL=0.013*2*3.14*10*1000*2*0.001=1.632V
其中:XL =2*3.14*10*1000*2*0.001=125Ω
画出电感上电流与电压的相位关系:
(2)f=10KHz ,UsP-P=3V
(理论计算:XL=125.6Ω,Z=126Ω, IRP-P=0.0238A URP-P=0.238V,ULP-P=2.99V,阻抗角=85.45O)
实测:实测:f=10KHz ,UsP-P=3V ,URP-P=0.24V,IRP-P=0.024A
ILP-P=IRP-P=URP-P/R=(0.24/10)=24mA
ULP-P=ILP-P*XL=0.024*2*3.14*10*1000*2*0.001=3.0144V
XL =2*3.14*10*1000*2*0.001=125.6Ω
(3)f=20KHz ,UsP-P=3V
(理论计算:XL=251.2Ω,Z=251.4Ω, IRP-P=0.0119A URP-P=0.119V,ULP-P=2.99V,阻抗角=87.7O)
实测:IRP-P=0.012A,URP-P=0.12V,UL
分析电感L上电流、电压的数量关系:
ILP-P=IRP-P=URP-P/R=(0.12/10)=12mA
ULP-P=ILP-P*XL=0.012*2*3.14*20*1000*2*0.001=3.014V
XL =2*3.14*20*1000*2*0.001=251.2Ω
电感上的电压比电流超前:
φ=(12.5/50)*360=90O
信号频率对电感上电流、电压的影响:当信号频率提高时,感抗增大,电压增大,电流下降。
2、用示波器的波形测量法和李沙育图形法测量f=10KHz,UsP-P=3V时,UL与IL间的相位关系。
(1)电感上电流与电压的波形:
电感上的电压比电流超前:
φ=(12.5/50)*360=90O
(2)李沙育图形法:
φ=arcsin(2Y/2B)=arcsin(2.4/2.4)= 90O
相位计测得:φ=89.950
3、用示波器分析电容C上电流、电压的数量关系
f=10Khz,Usp-p=1.5V
(理论计算:Xc=159Ω,Z=159.3Ω,IRp-p=9.4mA,Ucp-p=1.49V)
实测:URp-p=93.5mV,Ucp-p=1.45V
分析电容上电流与电压的数量关系:
IRP-P=ICP-P=URP-P/R=(93.5/10)=9.35mA
UCP-P= ICP-P*XC=159*9.4=1.5V
使f=10KHz,Usp-p=3V,测得:URP-P=187.5mV,UCP-P=3.1V
分析电容上电流与电压的数量关系:
IRP-P=ICP-P=URP-P/R=(187.5/10)=18.75mA
UCP-P= ICP-P*XC=159*18.75=2.98V
4、用李沙育图形和波形法测Uc和Ic之间的相位关系。
电容上电流比电压超前:
φ=(25/100)*360=90O
φ=arcsin(2Y/2B)=arcsin(3.0/3.0)= 90O
相位计测得:φ=89.870
5、将测量数据列入表1-1中
L=1.8~2mH
USP-P
URP-P
IRP-P
oa
ob
2B
2Y
波形法
φ
f=10KHz
1.5V
0.13V
0.013
X
X
X
X
X
X
3V
0.24V
0.024A
X
X
X
X
X
X
f=20KHz
3V
0.12V
0.012A
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