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1、实验正弦交流电路中的电阻电容电感第1页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感一、实验目的：一、实验目的：1 1、研究电阻、电容和电感在正弦交流电路中的特性。、研究电阻、电容和电感在正弦交流电路中的特性。2 2、掌握用示波器观测正弦交流电路中电压和电流之间的相位差。、掌握用示波器观测正弦交流电路中电压和电流之间的相位差。3 3、学会测定正弦交流电的有效值和相位差的方法。、学会测定正弦交流电的有效值和相位差的方法。二、实验原理：二、实验原理：1 1、正弦交流电作用于任一线性非时变电路，其两端电压与电流相、正弦交流电作用于任一线性非时变电路，其两端电压与电流
2、相 量之比称为元件的阻抗，即：阻抗是复数，其模表示电压、电量之比称为元件的阻抗，即：阻抗是复数，其模表示电压、电 流最大值或有效值之间的比值，而幅角（阻抗角）代表电压、流最大值或有效值之间的比值，而幅角（阻抗角）代表电压、电流的相位差。电流的相位差。2 2、在正弦交流电路中，对任一节点，各支路的电流和任一闭合回、在正弦交流电路中，对任一节点，各支路的电流和任一闭合回 路各部分电压应是向量的代数和等于零，而不是有效值的代数路各部分电压应是向量的代数和等于零，而不是有效值的代数 和等于零。即不仅考虑其模值关系，还要考虑其相位关系。和等于零。即不仅考虑其模值关系，还要考虑其相位关系。第2页，本讲稿共
3、11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感二、实验原理：二、实验原理：3 3、在感性电路中，电压超前电流一个角度；在容性电路中，电流、在感性电路中，电压超前电流一个角度；在容性电路中，电流 超前电压一个角度；当电路成电阻性时，电压与电流是同相位超前电压一个角度；当电路成电阻性时，电压与电流是同相位 的。的。4 4、因为示波器不能直接测量电流信号，只能观测电压信号，我们、因为示波器不能直接测量电流信号，只能观测电压信号，我们 利用在电阻上的两端电压与电流是同相位关系，用示波器观测利用在电阻上的两端电压与电流是同相位关系，用示波器观测 电阻两端的电压波形，就可表示为电流
4、的波形，只不过幅度再电阻两端的电压波形，就可表示为电流的波形，只不过幅度再 被电阻值除一下即可。被电阻值除一下即可。5 5、两个同频率正弦信号在任一时刻的相位之差称为相位差。相位、两个同频率正弦信号在任一时刻的相位之差称为相位差。相位 差的测量通常采用示波器。两个同频率正弦信号的相位差实际差的测量通常采用示波器。两个同频率正弦信号的相位差实际 上是它们的初相之差，其值大小与时间上是它们的初相之差，其值大小与时间t t无关。如何用双踪示波无关。如何用双踪示波 器测量相位差呢？在双踪示波器上同时显示两个被测信号的波器测量相位差呢？在双踪示波器上同时显示两个被测信号的波第3页，本讲稿共11页正弦交流
5、电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感二、实验原理：二、实验原理：形，如图形，如图4 41 1所示，图中所示，图中是是 两个被测信号的相位差，两个被测信号的相位差，ACAC和和 BD BD是被测信号周期的长度，是被测信号周期的长度，ABAB 是两个被测信号相位差的长是两个被测信号相位差的长 度，根据比例关系度，根据比例关系 =，则相位差为：则相位差为：=360 =360图图4 41 1第4页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感三、实验仪器：三、实验仪器：1 1、双踪示波器、双踪示波器 2 2、低频信号发生器、低频信号发生器 3 3、
6、数字毫伏表、数字毫伏表 4 4、电路实验箱、电路实验箱四、实验内容：四、实验内容：1 1、RCRC串联电路：电路如图串联电路：电路如图4 42 2所示。所示。(1)(1)、调节低频信号发生器、调节低频信号发生器 f=1KHz f=1KHz、Us=2VUs=2V、R=10 R=10、C=2fC=2f (2)(2)、用示波器观察、用示波器观察I I、U U的相位关系，记录其波形及相位差。的相位关系，记录其波形及相位差。(3)(3)、用毫伏表测量、用毫伏表测量UsUs、U UR R、UcUc。(4)(4)、改变、改变R R值，观察其相位变化。值，观察其相位变化。(5)(5)、改变、改变f f值，观察
7、其相位变化。值，观察其相位变化。(6)(6)、画出、画出f=1KHzf=1KHz时各电压的向量图。时各电压的向量图。第5页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：四、实验内容：1 1、RCRC串联电路：串联电路：图图4 42 RC2 RC串联电路串联电路第6页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：四、实验内容：2 2、RLRL串联电路：电路如图串联电路：电路如图4 43 3所示。所示。图图4 43 RL3 RL串联电路串联电路第7页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交
8、流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：四、实验内容：2 2、RLRL串联电路：串联电路：(1)(1)、调节低频信号发生器、调节低频信号发生器 f=10KHz f=10KHz、Us=2VUs=2V、R=50R=50、L=3.3Mh L=3.3Mh。(2)(2)、用示波器观察、用示波器观察I I、U U的相位关系，记录其波形及相位差。的相位关系，记录其波形及相位差。(3)(3)、用毫伏表测量、用毫伏表测量UsUs、U UR R、U UL L。(4)(4)、改变、改变R R值，观察其相位变化。值，观察其相位变化。(5)(5)、改变、改变f f值，观察其相位变化。值，观察其相位变化。(6)(6)、画
9、出、画出f=10KHzf=10KHz时各电压的向量图。时各电压的向量图。3 3、RLCRLC串联电路：电路如图串联电路：电路如图4 44 4所示。所示。(1)(1)、调节低频信号发生器、调节低频信号发生器 f=1KHz f=1KHz、Us=2VUs=2V、R=10R=10、C=2f C=2f、L=3.3MhL=3.3Mh。(2)(2)、用示波器观察、用示波器观察I I、U U的相位关系，记录其波形及相位差，并的相位关系，记录其波形及相位差，并 判断电路的性质。判断电路的性质。第8页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：四、实验内容：3 3
10、、RLCRLC串联电路：串联电路：(3)(3)用毫伏表测量用毫伏表测量UsUs、U UR R、U UL L 、UcUc和阻抗的和阻抗的 模。模。(4)(4)改变改变R R值，观察其相位值，观察其相位 变化。变化。(5)(5)改变改变f f值，观察其相位值，观察其相位 变化。变化。(6)(6)画出画出f=1KHzf=1KHz时各电压时各电压 的向量图。的向量图。图图4 44 RLC4 RLC串联电路串联电路 第9页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感五、注意事项：五、注意事项：测量时要正确使用有关仪器、仪表，并注意低频信号发生器、双踪示波器、数字毫测量时要正确使用有关仪器、仪表，并注意低频信号发生器、双踪示波器、数字毫伏表都有接地问题，即仪器的地线，必须与被测电路的零电位相连。伏表都有接地问题，即仪器的地线，必须与被测电路的零电位相连。六、数据表格：六、数据表格：项目项目单位单位RL电路电路RC电路电路RLC电路电路给给定定值值RLC第10页，本讲稿共11页正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感六、数据表格：六、数据表格：项目项目单位单位RL电路电路RC电路电路RLC电路电路测测量量值值U US SU UR RU UL LU UC C 波形波形向量图向量图电路性质电路性质第11页，本讲稿共11页