R、C、L原件阻抗特性的测定.docx

中山大学电工原理及其应用实验报告SUN YAT-SEN UNIVERSITY 院（系）：移动信息工程 学 号：xxx 审批 专 业： 软件工程 实验人：xxx实验题目：实验八：R、C、L原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Rf、XLf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、预习思考题1.图中各元件流过的电流如何求得? 答：通过利用双踪示波器得到电阻电压，除以其电阻即可得到电流。2.怎样用双踪示波器观察 r、L 串联 r、C 串联电路阻抗角的频率特性曲线,从中可得出什么结论?答：调节旋钮使图像处于合适位置，通过读出格数，计算得到阻抗角的频率特性曲线。三、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Rf，XLf，Xcf曲线如图8-1所示。图 8-2fRXLZ图 1 Error! Main Document Only.-1图8-12、单一参数R、L、C阻抗频率特性的测量电路如图8-2所示。图中R、L、C为被测元件，r为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R、L、C元件两端电压UR、UL、UC，流过被测元件的电流则可由r两端电压除以r得到。3、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。用双中示波器测量阻抗角（相位差）的方法。将欲测量相位差的两个信号分别接到双中示波器YA和YB两个输入端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图11-3所示，荧光屏上数的水平方向一个周期占n格，相位差占m格，实际的相位差（阻抗角）为图 8-3 m 四、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13双踪示波器14模拟数字电路箱1五实验内容1. 测量单一参数R、L、C元件的阻抗频率特性取R=1K,L=10Mh,C=0.33F,r=240。通过电缆线将低频信号发生器输出的正弦信号接至如图电路，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U3V，并保持不变。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，记入表中。2.用双踪示波器观察rl串联和rc串联电路在不同频率下阻抗角的变化概况。1.1实验电路图1.2实验波形r两端11200hz 1000hz2500hz 3500hz5000hz 频率 f(HZ)2001000250035005000C UC(V)2.671.70.880.680.69 Ur(V)0.331.32.122.322.32 IC=Ur/r(mA)1.3755.428.839.679.67 XC=UC/IC(K)1.940.310.10.070.07C阻抗频率特性曲线频率（hz）2001000250035005000N（格）5543.42M（格）10.80.50.40.1（度）7257.6454218C两端200hz 1000hz2500hz 3500hz5000hz 频率 f(HZ)2001000250035005000C UC(V)2.822.681.691.360.92 Ur(V)0.180.321.311.642.08 IC=Ur/r(mA)0.751.35.56.88.7 XC=UC/IC(K)3.762.010.30.20.12.1实验电路图2.2实验波形l两端200hz 1000hz2500hz 35000hz5000hz 频率 f(HZ)2001000250035005000l UL(V)0.681.82.562.842.84 Ur(V)2.321.20.440.160.16 IL=Ur/r(mA)9.6751.830.670.67 XL=UL/IL(K)0.070.361.394.264.26r两端200hz 1000hz2500hz 35000hz5000hz 频率 f(HZ)2001000250035005000L UL(V)0.41.321.561.882.06 Ur(V)2.601.681.441.120.94 IL=Ur/r(mA)10.8764.673.9 XL=UL/IL(K)0.030.190.260.40.52频率（hz）2001000250035005000N（格）5522.84M（格）0.20.60.40.50.8（度）14.443.27264.3723.3实验电路图3.3实验波形R两端200hz 1000hz2500hz 35000hz5000hz 频率 f(HZ)2001000250035005000R UR(V)2.482.482.482.482.48 Ur(V)0.520.520.520.520.52 IR=Ur/r(mA)2.172.172.172.172.17 XR=UR/IR(K)1.141.141.141.141.14r两端200hz 1000hz2500hz 35000hz5000hz 频率 f(HZ)2001000250035005000R UR(V)2.282.442.362.322.32 Ur(V)0.720.560.640.680.68 IR=Ur/r(mA)32.32.672.832.83 XR=UR/IR(K)0.760.940.890.820.82六、实验结论1、从图1-1可以看出电容的容抗与信号源频率成反比。2、从图2-1可以看出电感元件的感抗与信号源频率近似成正比。3、从图3可以看出电阻元件的阻值与信号源频率无关，其阻抗频率特性是近似为一条直线。4、从图1-2可以看出rC串联电路中，随着信号源频率的增大，阻抗角减小5、从图2-2可以看出rL串联电路中，随着信号源频率的增大，阻抗角增大七、实验心得及其他1.通过示波器不仅可以通过手动追踪坐标读出电压值，也可以通过直接调出信息直接读出。2.这次实验比上次实验使用示波器及函数信