RLC元件阻抗特性

实验十一 R、L、C元件阻抗特性的测定

姓名	学号	专业	实验日期

一、实验目的

京胡制作

1. 验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R～f、XL～f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、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R～f，XL～f，Xc～f曲线如图11-1所示。

图 1 1-2

图 1 2-1

图11-1

2、单一参数R、L、C阻抗频率特性的测量电路如图11-2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φ）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φ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φ（阻抗角）为

图 1 1-3

φ＝m×

三、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		1
2	交流毫伏表		1
3	双踪示波器		1
4	实验电路元件	R=1KΩ, L=10mH	1	DGJ-05

四、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=1KΩ,L=10Mh,C=1μF,r=200Ω。通过电缆线将低频信号发生器输出的正弦信号接至如图11-2的电路，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U＝3V，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。

手机模切机

频率 f(HZ)		200	金属规整填料500	1000	1500	2000	3000	4000	5000
R	UR(V)	2.50	2.45	2.40	2.40	2.40	2.35	2.30	2.30
	Ur(V)	0.50	0.45	0.46	0.46	0.46	0.46	背光片0.44	0.40
	IR=Ur/r(mA)	2.50	2.25	2.30	2.30	2.30	2.30	2.20	2.00
	R=UR/IR(KΩ)	1.00	1.09	1.04	1.04	1.04	1.02	1.04	遥控大脚车1.15
L	UL(V)	0.60	0.65	0.80	1.00	1.15	1.55	1.80	2.00
	Ur(V)	1.85	1.80	1.80	1.75	1.65	1.50	1.35	1.20
	IL=Ur/r(mA)	9.25	9.00	9.00	8.75	8.25	7.50	6.75	6.00
	XL=UL/IL(KΩ)	0.06	0.07	0.09	0.11	0.14	0.21	0.27	0.33
C	UC(V)	2.80	2.20	1.80	1.60	1.35	1.10	0.90	0.70
	Ur(V)	0.60	1.00	1.35	1.50	1.60	1.80	1.85	1.90
	IC=Ur/r(mA)	3.00	5.00	6.75	7.50	8.00	9.00	9.25	9.50
	XC=UC/IC(KΩ)	0.93	0.44	0.27	0.21	0.17	0.12	0.10	0.07

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情况，并作记录。

硅胶分条机

类型	频率 f（KHZ）		0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	4.0
rL		n (格)	58	30	20	12	15	16	12
		m (格)	4	2	1.5	1.0	1.5	2	2.5
		Φ（度）	24.8	24	27	30	36	45	45
rC		n (格)	12	16	20	24	32	40	58
		m (格)	1.5	2	2	2.5	3	2.5	3
		Φ（度）	45	45	36	37.5	33.8	22.5	12.4

五、实验注意事项

　　交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先调零。

七、实验报告

1. 根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线，从中可得出什么结论？

f（HZ）

表 11-1 R的阻抗频率特性曲线

f（HZ）

表11-2 L的阻抗频率特性曲线

f（HZ）

表11-3 C的阻抗频率特性曲线

结论：1、从表11-1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

2、从表11-2可以看出电感元件的感抗与信号源频率近似成正比。

3、从表11-3可以看出电容的容抗与信号源频率成反比。

2. 根据实验数据,在方格纸上绘制R、L、C 三个元件串联的阻抗角频率特性曲线，并总结、归纳出结论。

f（KHZ）

表 11-4 rL串联电路的阻抗角频率特性曲线

f（KHZ）

表11-5 rC串联电路的阻抗角频率特性曲线

结论：1、从表11-4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

2、从表11-5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

本文发布于:2024-09-22 00:52:07，感谢您对本站的认可！

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