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RLC交流电路测量实验

1. 熟悉测量RLC元器件的交流电压和电流。

2. 熟悉测量RLC电压和电流串联并联交流电路。

1.实验仪器

直流稳压电源型号:IT6302

台式多用表型号:UT805A

信号发生器型号:DG1022U

数字示波器型号:DSO-X 2012A(DPO 2012B)

2.实验(箱)设备

电路实验箱

元器件:电阻(10Ω、1k);电容(0.1);电感(10mH)

3.虚拟实验平台实验预览

NI Multisim

1.分别观察电阻R、电感L、电容C 测量电压与电流波形、振幅值、频率、相位差φ 。分析:比较直流交流响应的特点;元件阻抗与交流频率的关系,不同元件的阻抗和阻抗角。

2.测量R L C并联和串联交流电路的电压和电流波形、振幅值和相位差φ 。分析:交流线性电路的电压电流和阻抗与直流电路相同,但这些参数用向量表示,电压(电流)之和是矢量之和。

3.(选)测量计算功率因数cosφ ,分析:功率因数的意义及测量方法。

1.电阻元件R

线性电阻元件R中的电流i与两端的电压u关系:

正弦稳态激励信号:

2.电感元件L

通过电感线圈电路的电流i 与其两端的电压u 关系:

3.电容元件C

电容器电路中的电流i与两端的电压u关系:

4.RLC并联交流电路

通过电路的电流i 两端的电压u 关系:

5.RLC串联交流电路

通过电路的电流i 两端的电压u 关系:

1.测量电阻电感电容交流响应

将信号发生器输出的正弦信号连接到电路作为激励源u,正弦稳态信号,u(5V或3V 4kHz)激励下,分别测量R(470Ω或1k)、L(10mH)、C(0.1uF)元件端电压和电流波形及参数:峰值Up-p(Urp-p),频率f(T)和相位差。改变信号频率,观察波形和参数的变化((r(10)用于测量电路电流的取样电阻和电流测量值i=u/r)。

电路图如下:

电阻测量:

电压与电流相位与电压源相同,电阻值越大,电流越小,电流与频率无关

电容测量:

电流超前端电压90°,电容越大,电流越大,电流越大

电感测量:

输入电压900°,电感值越大,电流越小,频率越大,电流越小

2.RLC并联电路测量

将元件R、L并联测量电压和电流的波形和参数:Urp-p,相位差。

将元件R、C并联相接,测量电压和电流的波形及参数,Urp-p相位差。

        将元件R、L、C并联相接,测量电压和电流的波形参数:urp-p相位差。

        RL并联:

      

        RC并联

    

     RLC并联:

3.RLC串联电路测量

        将元件RC串联相接,测量电压和电流的波形及参数:i=Ur/r,相位差。记录4kHz的参数。

        将元件RL串联相接,测量电压和电流的波形及参数:i=Ur/r,相位差。记录4kHz的参数。

        将元件RLC串联相接,测量电压和电流的波形及参数:i=Ur/r,相位差。记录4kHz的参数。

        RL串联:

        RC串联:

        RLC串联:

1.通过实验了解了RLC交流电路的特性,响应特点,波形,相位差等的分析,串并联电路下RC,RL,RLC电路电压与电流的关系

2.进一步熟悉了示波器的使用和测量方法

1、测量R、L、C各个元件的电压电流(阻抗角)时,为什么要串联一个小电阻?对电阻有何要求?

        阻抗是电压与电流的比值,电压用毫伏表测量,电流不易测量。小电阻的阻值已知,可以作为采样电阻,通过测量阻值上的电压,计算电路中的电流,提高测量精度。

2、怎样判断RLC并联(串联)电路为感性或容性电路,跟哪些参数有关?

        电流相位超前为容性电路,电流相位滞后为感性电路,由于容抗与感抗与频率有关,因此电路为容性还是感性与输入信号频率有关。

3、RLC串联交流电路通过同一个电流,各个元件电压与电流的关系。

        阻抗不变,电压与电流成正比

4、交流并联电路总电流一定大于任一支路电流吗?交流串联电路总电压一定大于任一元件电压吗?

        由于相角之间关系,LC并联电路可能会出现支路电流大于总电流的情况。在RC串联电路中可能出现元件电压大于总电压的情况。

标签: 1022电感

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