实验3_正弦交流电路中RLC元件的阻抗频率特性

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 ω=2πf）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：

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=RI2

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R—f关系如图1。

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C。在正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：

式中XC是电容的容抗，其值为 XC=

所以有

，

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XC—f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。

在正弦电流的情况下其复阻抗为

Z=RL+jωL=

式中RL为线圈导线电阻。阻抗角

可由RL及L参数来决定：

电感线圈上电压与流过的电流间关系为

电压超前电流90°，电感线圈所吸收的平均功率为

P=UIcos

=I2R

不锈钢表面钝化

XL与频率的关系如图3。

［实验内容］

测量R—f特性：

1 实验线路如图4。本线路除测

R—f特性外，尚可验证电压关

系及电流关系。

2 调节低频信号源使　f=1KHz，

UAC=5V。

3 测量并记录电阻上电压。

4 按下表规定的频率重复测量。

实验结果：

本文发布于:2024-09-22 03:36:18，感谢您对本站的认可！

标签：电流电阻元件电压

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