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1、R、L、C元件阻抗特性的测定,实验目的 实验原理 实验任务 任务分析 实验方案设计 实验操作 实验报告,1. 验证感抗、容抗与频率的关系，测定XLf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 。,实验目的,实验原理,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Rf，XLf，Xcf曲线如图1所示。,图1,正弦交流电路中R、L、C元件的电压与电流关系,阻抗频率特性测量原理说明,要测定阻抗频率特性曲线，需测出被测元件的电压与电流。而在实验中，由于实验仪器的频率测量范围所限，往往通过测量电阻电压计算电路电流。,实验电路,
2、元件阻抗频率特性的测量电路如图2所示,图2,实验操作原理,图中的r是提供测量回路电流用的标准小电阻，当满足r的阻值远小于被测元件的阻抗值时，可以认为AB之间的电压就是被测元件R、L或C 两端的电压，而流过被测元件的电流则可由r两端的电压除以r所得。 由于输入、输出的信号是正弦交流，所以其电压的测量可以用毫伏表或示波器测定 测量时应注意保持AB两端电压不变，以消除信号发生器输出内阻的影响,若不满足r的阻值远小于被测元件的阻抗值时，需分别测量r与被测元件两端的电压。 实验应如何进行？ 对于未知的阻抗元件，亦可用同样的方法测得Z串与Z并的阻抗频率特性Zf，根据电压、电流的相位差可判断Z串或Z并是感性
3、还是容性负载。,由于电路中存在电阻，且L、C的阻抗大小随频率的变化而变化，不同频率的作用在电路中会产生不同的阻抗角，在满足被测阻抗远大于电路中的电阻时，可近似看成被测元件的阻抗角。 元件的阻抗角（即电压与电流的相位差）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。,阻抗角的频率特性曲线的测量,用双踪示波器测量阻抗角的方法如下图所示。从荧光屏上数得一个周期占n格，相位差占m格，则实际的相位差（阻抗角）为 m （度）,阻抗角用双踪示波器测量,实验设备,函数信号发生器 交流毫伏表 双踪示波器,
4、测量L、C元件的阻抗频率特性,实验内容（1）,通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至如图的电路，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U1V，并保持不变。,使信号源的输出频率从200Hz逐渐增至5KHz， 并使开关S分别接通L、C两个元件，用交流毫伏表测量Ur，并计算各频率点时的IL和IC ( 即Ur / r ) 以及XL=UL/IL及XC=UC/IC之值。,阻抗频率特性实验方法,方法1:通过测量正弦波电压有效值来完成.,CH1,CH2,示波器测量法,方法2:通过测量正弦波峰-峰电压来完成,方法3:利用李沙育图形来测量.,按下“X-Y”,交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必
5、须先调零 测峰峰值或时，示波器的“V/div”或“t/div” 的微调旋钮应旋置“校准位置” 示波器电缆线的接地线要接在一起,操作注意事项,测量L、C元件串联的阻抗角频率特性 若用双踪示波器同时观察r与被测元件两端的电压， 亦就展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的波形，从而可在荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。,实验内容（2）,CH1,CH2,示波器测量法,相频特性测试的实验方法,1用双踪示波法测量相位 将欲测量的两个信号A和B分别接到示波器的两个输入通道。 利用荧光屏上的坐标测出信号的一个周期在水平方向上所占的长度 。 再测量两波形上对应点之间的水平距离x，则两信号的相位差为,用这种方法测相位差时应该注意，只能用其中一个波形去触发另一路信号。,（2）测量相位差 把比较相位差的两个频率、同幅度的正弦信号分别送入示波器的Y通道和X通道，使示波器工作在X-Y方式，这时示波器的屏幕上会显示出椭圆波形， 由椭圆上的坐标可求得两信号的相位差为,（2）测量相位差,测量R、L、C各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或大电容代替？为什么？,思考题,实验报告要求,实验任务 任务分析及实验原理 实验电路及方案设计 实验操作过程（步骤）及数据记录 数据处理与分析（作图法-特性曲线） 实验结果分析及实验总结 实验仪器记录（名称、型号、编号等）,
