北京邮电大学电路与电子学基础实验报告

《电路与电子学基础》实验报告

实验名称

班 级

学 号

姓 名

实验3交流电路的性质

实验3.1 串联交流电路的阻抗 一、实验目的

1.测量串联RL电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位，并比较测量值与计算值。 2.测量串联RC电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位，并比较测量值与计算值。 3.测量串联RLC电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位，并比较测量值与计算值。

二、实验器材

双踪示波器 1台 信号发生器 1台 交流电流表 1个 交流电压表 1个 0.1µF电容 1个 100mH电感 1个 1KΩ电阻 1个

三、实验准备

两个同频率周期函数(例如正弦函数)之间的相位差，可通过测量两个曲线图之间及曲线一个周期T的波形之间的时间差t来确定。因为时间t与周期T之比等于相位差θ(单位：度)与一周相位角的度数（360°）之比

θ/360°=t/T

所以，相位差可用下式计算

θ=t(360°)/T

在图3-1，图3-2和图3-3中交流电路的阻抗Z满足欧姆定律，所以用阻抗两端的交流电压有效值VZ除以交流电流有效值IZ可算出阻抗(单位：Ω)

Z

VzIz

在图3-1中RL串联电路的阻抗Z为电阻R和感抗XL的向量和。因此阻抗的大小为

Z

R

2

X

2L

阻抗两端的电压VZ与电流IZ之间的相位差可由下式求出

arctan

X

L

R

图3-1 RL串联电路的阻抗

在图3-2中RC串联电路的阻抗Z为电阻R和容抗Xc的向量和，所以阻抗的大小为

Z

R X

2

2C

阻抗两段的电压Vz和电流Iz之间的相位差为

arctan

XC

R

当电压落后于电流时，相位差为负。

图3-2 RC串联电路的阻抗

在图3-3中RLC串联电路的阻抗Z为电阻 R和电感与电容的总电抗X之向量和，总电抗X 等于感抗XL与容抗Xc的向量和。因此感抗与容抗之间有180°的相位差，所以总电抗X为

X X

L

XC

这样，RLC串联电路的阻抗大小可用下式求出

Z

R

2

X

2

阻抗两端的电压Vz与电流Iz之间的相位差为

arctan

X

R

图3-3 RLC串联电路的阻抗

感抗XL和容抗Xc是正弦交流电频率的函数。在RLC串联交流电路中，只有一个信号频率可以使得XL与Xc相等。在这个频率上，总电抗为零(X=XL-Xc=0)，电路阻抗为电阻性，而且达到最小值。

四、实验步骤

1.在电子平台上建立如图3-1所示的实验电路，一起按图设置。单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。因为1KΩ电阻两端的电于与电力六成正比，在示波器的纵轴上1V

相当于1mA，所以屏幕上红色曲线图代表RL电路阻抗两端的电压Vz，蓝色曲线图代表电流Iz。在下面的V,I-T坐标上作出电压Vz和电流Iz岁时间T变化的曲线图，记录交流电压表和电流表上交流电压有效值Vz和电流有效值Iz的读书。

2.根据步骤1中的曲线图，计算电压与电流之间的相位差θ。

3.用交流电压有效值Vz和电流有效值Iz计算RL电路的阻抗大小。

4.用电感值L和正弦频率f计算电感的阻抗XL。

5.用电阻值R和电感L的感抗XL计算RL电路阻抗Z的大小。

6.根据算得的感抗值XL和电阻值R，计算电流与电压之间的相位差θ。

7.在电子工作平台上建立如图3-2所示的实验电路，仪器按图设置。单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。因为1KΩ电阻两端的电压和电流成正比(在示波器的纵轴上1V相当于1mA)，因此屏幕上红色曲线图代表RC电路阻抗两端的电压Vz，蓝色曲线代表电流Iz，在上面的V,I-T坐标上作出电压Vz和电流Iz随时间T变化的曲线图。记录交流电压表和电流表上的电压有效值Vz和电流有效值Iz的读数。

8.根据步骤7中的曲线图，计算电压与电流之间的相位差。

9.用交流电压有效值Vz和电流有效值Iz就算RC电路阻抗Z的大小。

10.用电容C和正弦频率f计算电容器的容抗Xc。

11.用电阻值R和电容C的容抗Xc计算RC电路阻抗Z的大小。

12.根据算得的容抗Xc和电阻值R,计算电流与电压正弦函数之间的相位差θ。

13.在电子工作平台上建立入图3-3所示的实验电路，引起按图设置。单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。因为1KΩ电阻两端的电压和电流成正比(在示波器的纵轴上1V相当于1mA)，因此屏幕上红色曲线图代表RLC电路阻抗两端的电压Vz，蓝色曲线代表电流Iz，在上面的V,I-T坐标上作出电压Vz和电流Iz随时间T变化的曲线图。记录交流电压表和电流表上的电压有效值Vz和电流有效值Iz的读数。

14.根据步骤13的曲线图，计算电压与电流之间的相位差。

15用交流电压有效值Vz和电流有效值Iz计算RLC电路阻抗的大小Z.

16.用电容C和正弦频率f计算电容器的容抗Xc。

17.用电感L和正弦频率f计算电感的感抗Xl。

18.用电阻R,电容C的容抗Xc和电感L的感抗XL，计算RLC电路阻抗的大小Z。

19．根据算得的容抗Xc，感抗Xl和电阻R，计算电流与电压之间的相位差 θ。

五、思考与分析

1.步骤5算得的阻抗大小与步骤3用电压和电流测量值算得的阻抗大小比较，情况如何？

2.步骤6算出的相位差与步骤1，2中通过电流和电压曲线图测出的相位差比较情况如何？电压比电流超前还是落后？ 3.步骤11算出的阻抗大小与步骤9用电压和电流测量值算出的阻抗大小比较，情况如何？

4.步骤12算出的相位差与步骤7，8中测出的电流和电压曲线之间的相位差比较，情况如何？电压比电流超前还是落后？

5.步骤18算出的感抗大小与步骤15用电压和电流测量值算出的感抗大小比较，情况如何？

6.步骤19算出的相位差与步骤13，14中用电流和电压曲线测出的相位差比较，情况如何？电压比电流超前还是落后

实验3.2 串联谐振

一、实验目的

1.测定串连谐振电路的谐振频率，并比较测量值与计算值。 2.测定串连谐振电路的带宽，并比较测量值与计算值。 3.测定串连谐振电路的品质因素。 4.测定串联谐振电路的谐振阻抗。

5.测定串联谐振电路谐振时电压与电流之间的相位关系。

6.研究电路电阻变化时对串连谐振电路的谐振频率和带宽的影响。

二、实验器材

信号发生器 1台 双踪示波器 1台 100mH 电感 1个 0.25µF 电容 1个 1kΩ 电阻 1个

三、实验准备

在图3-4，图3-5所示的电路中，信号频率为串连谐振电路的谐振频率f0时感抗XL等于容抗Xc，因为感抗与容抗有180°的相位差，所以谐振频率上总电抗为零，这时总阻抗最小，并且等于电路电阻R。在谐振频率f0上 …… 此处隐藏：2495字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……