实验七rlc原件阻抗特性的测定.ppt

电路基础实验实验七RLC原件阻抗特性的测定电路基础实验实验目的一实验原理二1、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。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11-1所示。电路基础实验实验原理二图11-1 R、L、C电路元件阻抗频率特性电路基础实验1、在正弦交变信号作用下,电阻元件两端电压与流过的电流有关系式:在信号源频率较低情况下,略去附加电感及分布电容的影响,电阻元件的阻值与信号源频率无关,其阻抗频率特性如图11-1IRU???2、如果不计线圈本身的电阻,又在低频时略去电容的影响,可将电感元件视为纯电感,有关系式,感抗,感抗随信号源频率而变,阻抗频率特性如图11-1所示。IjXUL???fLXL?2?3、在低频时略去附加电感的影响,将电容元件视为纯电容,有关系式,容抗:IjXUC????fCXC?21?实验原理二电路基础实验实验原理二2、元件阻抗频率特性的测量电路如图11-2所示图11-2 阻抗频率特性的测量电路图图中的r是提供测量回路电流用的标准小电阻(电流取样电阻),由于r的阻值远小于被测元件的阻抗值,因此可以认为AS之间的电压就是被测元件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Ur除以r所得。电路基础实验实验原理二2、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。3、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,并用光滑的曲线连接这些点,即得到阻抗角的频率特性曲线。实验线路如图11-2所示,取R=1KΩ,L=30mH(RLC串联谐振电路),C= μF,通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至电路输入端,作为激励源,并用交流毫伏表测量,使激励电压的有效值为3 V, 并在整个实验过程中保持不变。电路基础实验实验原理二用双踪示波器测量阻抗角的方法如图11-3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360( )mn?? ?度图11-3 双踪示波器测量阻抗角方法电路基础实验实验设备及元器件三实验内容四1、双踪示波器的自检(1)通过电缆线将低频信号发生器输出的正弦信号接至如图11-2的电路,作为激励源u,并用交流毫伏表测量,使激励电压的有效值为U=3V,并保持不变。1、低频信号发生器2、交流毫伏表3、双踪示波器 4、频率计5、实验线路元件6、电阻(2) 使信号源的输出频率从200Hz逐渐增至5KHz(用频率计测量),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=U/IR、XL=U/IU及XC=U/IC之值。将数据记入表11-1中电路基础实验实验内容四XC=U/Ir(?)Ir=Ur/ r(mA)UrCXL=U/IL(?)Ir=Ur/ r(mA)UrLR=U/Ir(?)Ir=Ur/ r(mA)UrR250020001000500200f/Hz表11-1电路基础实验实验内容四注意: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11-3记录n和m,算出φ,记入表11-2中