RCL串联电路的稳态特性

1、实验项目：   RCL串联电路的稳态特性（综合设计2-1）实验目的：   1. 继续学习使用双踪示波器。     2.掌握测量两个同频率电信号的相位差。     3.观测RLC串联电路的幅频特性和相频特性。实验仪器：   双踪示波器   低频信号发生器   真空管毫伏表   标准电容箱   电阻箱   固定电感 实验原理：   1.RC串联电路    图一

2、  图一中，电路的总阻抗 电流            电源电压与电阻和电容上的电压的关系为图二   图二     ，   和I（或 ）之间的相位差                        

3、60;                                    和 之间的相位差 当 时， 当 时， 2.RL串联电路   图三   图三中，电路的总阻抗 电流 电源电压与电阻和电感上的电压的关系为图四 &

4、#160; 图四  ，  和I（或 ）之间的相位差   和 之间的相位差 当 时， 当 时， 3.RLC串联电路                               图五 图五中，电路的总阻抗      

5、0;                                       电流             

6、; 电源电压与电阻、电容和电感上的电压的关系为图六     图六   电源电压和电流之间的相位差                                       

7、60;                   由上式，电路的谐振频率为 。 当 时， ，电压的相位落后于电流，电路呈容性。 当时， ，电压的相位落后于电流，电流呈感性。 4.相位差的测量     用双踪示波器测量相位差时，先测出一个信号周期对应的水平距离L,再测出两个信号同相位点的水平距离 ，则         

8、0;                                                 

9、0;  实验步骤：   (一)  观察测量RC串联电路的幅频特性和相频特性 1. RC串联电路的幅频特性 (1) 电路连接如下图所示。安排电路时注意U，UR的公共接点与信号源、示波器的接地端连接在一起。  电源由低频信号发生器供给。取U=1V，R用电阻箱取R=500W，C用电容箱取C=0.5mf 。交流电压用真空管毫伏表测量。 (2) 测量频率f由505000Hz取5 个不同数值，分别测出UR 、Uc 的数值，应注意每次改变频率后，需重新调整信号源的输出电压，使U保持为1V，分析UR 、Uc随频率变化规律。 2. RC串联电路的相频特性 (1) 将U、U

10、R 分别接到双踪示波器的两个垂直输入端YB 、YA ，扫描方式采用断续扫描。调节示波器，使U、UR  波形稳定，测出相位差f 。  (2) R、C、f取值同前。改变信号源频率，观测f的变化，取5个不同的f值，测出相应的相位差f，并与理论值比较。 (二) 观察测量RL串联电路的幅频特性和相频特性 1. RL串联电路的幅频特性 (1) 实验电路如下图所示。L用固定电感。取U=1V, R=500W, L=0.1H 。  (2) F由50Hz5000Hz取5个不同数值，测出 UR、UL ，分析UR、UL 随f变化规律。 2. RL串联电路的相频特性 电路及元件取

11、值同1，测量步骤及数据要求同RC电路。 (三) 观察测量RLC串联电路的相频特性 实验电路图如下图所示。R、L、C取值同前。改变频率f，观察相位差f的变化。 数据记录：   RC幅频      f(HZ) 400020001000500  200 U(V)5555 5UR(V)4.94.74.12.8 1.2UC(V) 0.91.62.7  4.1 4.9U=(UR2+UC2)1/2 4.95 5.064.

12、91  4.96 5.04RC相频     f(HZ)400020001000 500 200L(cm)2.312.422.5 2.52 2.58 DL(cm) 0.08 0.16 0.24 0.38 0.53 实测j 0.19（10.89度） 0.39（22.35度） 0.60（34.38度） 0.95（54.29度） 1.29（73.95度） 

13、理论j 10.75度 19.89度 35.88度 55.35度 74.55度 RL幅频  f(HZ)400020001000 500 200U(V)555 5 5 UR(V) 3.1 3.5 3.8 4 4.2 UL(V) 3.7 3.1 2.5 2 1.5   U=(UR2+UC2)1/24.844.68 4.55 4.474.56&#

14、160;                  f(HZ)80006000400020001000500200L(cm)1.291.560.61.02.21.923DL(cm)0.230.250.080.0750.10.050.026实测j1.13（64.69度）1.01（57.69度）0.82（48度）0.47（27度）0.29（16.36度）0.16（9.38度）    0.054（3.12度）

15、 理论j66.36度59.73度48.8度29.7度15.94度8.13度3.27数据处理：   RC幅频      f(HZ) 400020001000500  200 U(V)5555 5UR(V)4.94.74.12.8 1.2UC(V) 0.91.62.7  4.1 4.9U=(UR2+UC2)1/2 4.95 5.064.91  4.96 5.04RC相频 

16、    f(HZ)400020001000 500 200L(cm)2.312.422.5 2.52 2.58 DL(cm) 0.08 0.16 0.24 0.38 0.53 实测j 0.19（10.89度） 0.39（22.35度） 0.60（34.38度） 0.95（54.29度） 1.29（73.95度） 理论j 10.75度 19.89度 35.88

17、度 55.35度 74.55度 RL幅频  f(HZ)400020001000 500 200U(V)555 5 5 UR(V) 3.1 3.5 3.8 4 4.2 UL(V) 3.7 3.1 2.5 2 1.5   U=(UR2+UC2)1/24.844.68 4.55 4.474.56                   f(HZ)800060004000200