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1、戴楚雯，杨小月，邓春桃，黄彩茵，邓欣，麦李焕实验八、LRCLRC 电路的稳态特性电路的稳态特性实验时间： 2010. 11 . 18 实验概述实验概述【实验目的及要求实验目的及要求】1研究交流信号在 LRC 串联电路的相频和幅频特性。2学习使用双踪示波器，掌握相位差的测量方法。3复习、巩固交流电路中的矢量图解法和复数表示法。【仪器及用具仪器及用具】音频信号发生器、双踪示波器、交流毫安表、电阻箱、标准电感、标准电容箱、数字频率计【实验原理实验原理】利用矢图解法可以把简谐交流的峰值与矢量的大小相联系，种有用而直观的方法。1、 RC 串联电路的幅频特性和相频特性由于交流电路中的电压和电流不仅有大小变
2、化而且还有相位差别，因此常用复数及其几何表示矢量法复电压（）与复电流( )之比得到的阻抗也是复数即复阻抗（z） 。RC 电路的复阻抗为 u ICRjeCRCjRZ 12 211其中阻抗幅值2 21CRZ由于电阻值和频率无关，电阻两端电压与电流同相位，若用矢量求解法则应以电流为参考矢量，做，URUCc及其合成的总电压 U 的矢量图，如图 26-1（b）所示，总电压为2 2221CRIUUUCR2、 RL 串联电路的幅频特性和相频特性RC 电路中复阻抗为=Z22LR总电压为2222LRIUUULR综上所知（1）RC 串联电路的阻抗随频率增加而增加，反之减少。（2）根据式（26-9） ，说明总电压的
3、相位始终超前于电流的相位，相位差随频率的增加而逐渐增加，高频时相位差逐渐+，同样利用 RL 的相频特性也可以构成各种相移电路。2实验内容实验内容【实验方案设计实验方案设计】（测量及调节方法）1.RC 串联电路的幅频特性的测定按图 1 的电路接好电路，取 R=500.0,C=0.5F,保持 U 值恒定不变，测量频率 f 从 100 Hz 到 1500 Hz 之间15 个频率对应的 UR值和 UC值。根据测得的数据作 URf , UCf2.选取 f=1000 Hz 所测得的 UR，UC值，根据矢量图解法计算和值，并U 与实验值加以比较，计算相对偏差。3.RC 串联电路相频特性的测定按图 2 的电路
4、图接好电路。取 R= 500.0 ，C=0.5000F，频率在 100 Hz 到 1500 Hz 之间改变 15 种，测各频率对应 及 t 对应格数 n(T)和 n(t)。根据公式计算出各频率对应的相位差值，并作f 相频特性曲线)(/ )(2Tntn 【实验过程实验过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）1.RC 串联电路的幅频特性的测定按图 1 的电路图在 RLC 电路实验仪上连接好电路，将频率调到 100 Hz 至 1kHz 档，电容 C 接入为0.5000F，电阻箱调到 500.0，接通电源。将频率调到 100 Hz，将交流电压表接通电源。并将其并联到音频信
5、发生器的两端，观察其是否为1.00V，否则调节电压使其为 1.00V，再将交流电压表分别并联到电阻箱和电容两端测其对应的 UR和 UC值。重复分别测出 200Hz，300Hz，1400Hz，1500Hz 对应的 UR值和 UC值。根据测得的数据作 UR，UCf 曲线。2.选取 f=1000 Hz 所测得的 UR，UC值，根据矢量图解法计算和值，并与实验值加以比较，计算相对偏U 差。3.RC 串联电路相频特性的测定按图 2 的电路图在 RLC 电路实验仪上连接好电路，将频率调到 100 Hz 至 1kHz 档，电容 C 接入为0.5000F，电阻箱调到 500.0，接通电源。将频率调到 100
6、Hz，闭合双踪示波器的电源，调节相关按钮使荧光屏上出现两个正弦波。再调节相关按钮使两波的 x 轴重合在中间位置，再让其显示波。数出一个波长所占的格数 n(T)，再数出波的波谷到临近波的波峰所占的格数 n(t)。2CH1CH利用同样的方法测出频率为 200Hz，300Hz，1400Hz，1500Hz 所对应的 n(T)和 n(t)值。【数据表格数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）1、测量 RC 串联电路的幅频特性和相频特性R= 500 ，C=0.5F ，U=1Vf(Hz)100200300400500600700800900100011001200130014001500UC(v)0.9
7、900.9600.9200.8590.7990.7350.6790.6250.5810.5410.5010.4690.4410.4180.395UR(v）0.1550.3020.4380.5410.6300.7000.7550.7980.8300.8580.8750.8930.9050.9200.9302、测量 RL 串联电路的幅频特性和相频特性R= 250 ，L=0.1H ，U=1Vn(T)n(T)5.05.02.52.53.33.35.05.04.04.03.33.32.82.86.26.25.55.54.94.94.54.54.14.13.83.83.83.83.53.5n(n() )t
8、1.21.21.01.01.21.20.80.80.50.50.40.40.80.80.60.60.60.60.90.90.70.70.40.40.30.30.20.20.20.2/2 0.240.240.400.400.360.360.160.160.130.130.290.290.100.100.110.110.180.180.160.160.100.100.080.080.080.080.060.060.060.06【数据处理及结果数据处理及结果】图一图一 RC 串联电路的幅频特性和相频特性示意图U-f00.20.40.60.811.212345678910 11 12 13 14 15 *102f/HZU/VU(C) U(R)图二图二 RLRL 串联电路的幅频特性和相频特性示意图串联电路的幅频特性和相频特性示意图00.050.10.150.20.250.30.350.40.4512345678910 11 12 13 14 15 *102 f/HZ /2/rad【讨论讨论】由实验结果得知，由实验结果得知，U U（R R）-F-F 的图像呈递增趋势的图像呈递增趋势,U(C)-F,U(C)-F 的图像呈递减趋势的图像呈递减趋势
