试验3正弦交流电路中RLC元件的阻抗频率特性

1、实验3 正弦交流电路中 RLC元件的阻抗频率特性实验目的1,加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系2.掌握常用阻抗模和阻抗角的测试方法3,熟悉低频信号发生器等常用电子仪器的使用方法实验原理正弦交流可用三角函数表示，即由最大值（ Um或Im）,频率f （或角频率co =2 Tt f）和初相三要素来 决定。在正弦稳态电路的分析中，由于电路中各处电压、电流都是同频率的交流电，所以电流、电压可用 相量表示。在频率较低的情况下，电阻元件通常略去其电感及分布电容而看成是纯电阻。此时其端电压与电流可用复数欧姆定律来描述：U RI式中R为线性电阻元件，U与I之间无相角差。电阻中吸收的功率为P=UI=R

2、I 2Co在正因为略去附加电感和分布电容，所以电阻元件的阻值与频率无关即电容元件在低频也可略去其附加电感及电容极板间介质的功率损耗，因而可认为只具有电容 弦电压作用下流过电容的电流之间也可用复数欧姆定律来表示:U XcI式中Xc是电容的容抗，其值为1Xc=j c所以有U 1/j c I90 ,电压U滞后电流I的相角为90。，电容中所吸收的功率平均为零。电容的容抗与频率的关系Xcf曲线如图2。电感元件因其由导线绕成,导线有电阻，在低频时如略去其分布电容则它仅由电阻Rl与电感L组成。*R在正弦电流的情况下其复阻抗为Z=RL+j CO L= y R2 ( L)2 z式中Rl为线圈导线电阻。阻抗角 可

3、由R及L参数来决定:tg 1 L/R电感线圈上电压与流过的电流间关系为U (Rl j L)I z I电压超前电流90。，电感线圈所吸收的平均功率为P=UIcos =I 2RXl与频率的关系如图 3。测量R f特性：实验线路如图4。本线路除测Rf特性外，尚可验证电压关 系及电流关系。调节低频信号源使f=1KHz ,5V变频电源R2200 QI R1RiI 100Q (V)BL，. ER3300 Qx|IR2c xU ac=5V。测量并记录电阻上电压。按下表规定的频率重复测量。测量值f(H)VacVbcVabVab+V bc=V AC吗？I R1IR2IR3I R2+I R3=I R1吗？2004

4、006008001000实验结果：(2) Xlf 特性实验线路如图5, X为被测阻抗，R 为限流电阻，调节低频信号源输出 电压为5V,改变频率重复测量电感 线圈上电压 Ul,电阻上电压 Ur数据 列表。AAL=100mH实验结果UL.Rl 5V100 QuzBURf (Hz)50100150200250300350400500Uz(V)Ur(V)Ir=x测=X计算=2兀fL图5(3) Xcf 特性将图5中X改接为电容，C=1f, R不变，低频信号源输出电压 U=5V频率仍按上表所列数值,重复测量出U数据表格同上。实验结果f (Hz)50100150200250300350400500Uz(V)Ur(V)Ir=X测=X计算=2兀fL注意事项1 .本实验中变频电源用 DDH-1型大功率多波形多路输出信号源的正弦波信号源，频率由内符数字频率 计显示，输出幅度由 JDV-11型双显示交流电压表测量。变频电源使用