R L C串联电路的稳态特性 (2).doc

R、L、C串联电路的稳态特性
【实验目的】
观测RC、RL和RLC串联电路的幅频特性和相频特性；
学习用双踪示波器测量两个同频率信号的相位差实验方法。
【实验原理】
（一）RC串联电路的幅频特性和相频特性：
在RC回路中，以电流R、L、C串联电路的稳态特性
【实验目的】
观测RC、RL和RLC串联电路的幅频特性和相频特性；
学习用双踪示波器测量两个同频率信号的相位差实验方法。
【实验原理】
（一）RC串联电路的幅频特性和相频特性：
在RC回路中，以电流矢量为参考矢量，因为电容元件的特性所致，电容元件上的电压位相总落后，所以有总电压：
（1）
我们知道，R、C元件的阻抗分别为：
， （2）
上式中ω代表交流正弦信号的频率。所以电路总阻抗为：
（3）
总电压与矢量电流之间的位相差为：
（4）
本次实验将利用所得结果和（1）式及（4）式比较，并计算百分差。
（二）RL串联电路的幅频特性和相频特性：
如下图所示：
在RL回路中，因为电感上的电流不能突变，电感元件上的电压的位相总超前， 做出矢量图为图e,总电压：
（5）
总阻抗：
（6）
总电压与矢量电流之间的位相差为：
（7）
本次实验将利用所得结果和（5）式及（7）式比较，并计算百分差。
（三）RLC串联电路的相频特性：
和以上研究方法类似，取电流矢量的方向为基准，可得如下矢量图：
由此，可看出在垂直方向电压矢量的分量为，水平分量为，故总电压为：
（8）
总阻抗：
（9）
总电压与电流矢量的位相差为：
（10）
本次实验将利用所得结果和（10）式比较，并计算百分差。
注意此时电路可能会发生谐振现象，即，（10）式为0，表示总电压与电 流相位一致，犹如电路中只有电阻元件。
【实验仪器】
双踪示波器、信号发生器、真空管毫伏表、标准电容箱、标准电感、标准电阻箱、换向开关、导线。
【实验内容】
实验连接图如下图所示
观测R、C串联电路的幅频特性；
观测R、L串联电路的幅频特性；
观测R、C串联电路的相频特性；
观测R、L串联电路的相频特性；
观测RLC串联电路的相频特性，计算实验电路的谐振频率理论值并和实验值f比较，计算百分差。
【实验数据】
R、C串联电路的幅频特性
R=
C=
F(kHz)

1
10
UR(mV)
255
1200
1380
UC(mV)
1560
780
84
U(mV)
1500
1500
1500
U总=(mV)



DU=
%
%
%
R、L串联电路的幅频特性
R=500W
L=
F(kHz)

1
10
UR(mV)
1380
1020
160
UL(mV)
180
1170
1560
U(mV)
1500
1500
1500