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1、电路课程研究性实验报告RC、 RL、 RLC 电路动态与正弦稳态特性研究院校：电气信息学院专业班级 : 电气 1301班学生组员：谭远付祥翔孙忧富龚勇指导老师：胡鹤宇日期：2014年 6 月 15 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 23 页电路课程研究性实验实验报告一实验目的：1学习用示波器观察和分析RC ，RL ，RLC的电路的响应 2 通过电路方波响应波形的观察，判别元件性质 3 学会用电压、电流表判别黑匣子元件性质。 4 学习用三表法测量交流电路的参数及其误差分析 5 了解 RLC元件在正弦电压情况下的电压电流波形
2、 7.掌握功率表、调压器的使用 8 综合运用所学知识，自主完成实验，提高科学素养，增加实验动手能力，提高积极思考问题解决问题的能力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 23 页二实验内容：一、 电路动态过程研究1. 用示波器判别黑匣子元件性质，方法自选，并确定元件参数值；2.RC电路的方波相响应：在 RC电路中，用示波器观察RC电路方波信号响应波形。图2 所示的波形为电路时间常数小于周期的情况。用实验情况估算RC电路时间常数 , 线路自定。3.RL 方波响应电路及时间常数估算，线路自定。4.RLC电路方波响应：用示波器观察
3、RLC串联电路的方波响应、i 波形5. 用 EWB 仿真软件，观察 RLC串联电路的方波响应、 i 波形。要求讨论等幅震荡的条件二、R、L、C元件参数的测量 1.用电压、电流表判别黑匣子元件性质； 2. 用交流电压、电流表及功率表分别测量R 、L、C元件交流参 数，讨论实验误差引起的原因。 3.用 EWB 仿真软件分别测量R 、L、C元件交流的参数，方法自定，试验线路自拟。三、正弦电源下电路稳态特性的研究 1.用示波器分别观察R、 L、 C元件在正弦电源下响应的电压、电流波形。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 23 页 2
4、.用示波器分别观察R 、L、C元件伏安关系曲线。3. 用示波器分别观察RLC元件串联的在正弦电压情况下感性、容性和电阻性响应的电压、电流波形。实验员：龚勇付祥翔孙忧富报告记录：谭远三实验要求1. 自拟实验线路，并画出具体实验线路。2. 自拟记录表格记录有关实验数据。3. 记录示波器，观察电压，电流波形。4. 研究性实验报告参考平常实验报告形式， 包括项目组人员及分工； 主要内容简述目的；实验线路；实验数据和波形，曲线；实验结果与分析； 实验问题的处理与心得等； 所选仪器与设备型号等。5. 鼓励增加自己感兴趣的实验内容或自选实验项目。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
5、 - - - - - - -第 4 页，共 23 页四实验任务1电路动态过程研究1用示波器判别黑匣子元件性质，方法自选，并确定元件参数值；电路原理图如下列图所示 : 假设黑匣子为电阻，则元件的波形图为：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 23 页假设黑匣子元件是电容元件，则元件的波形图为：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 23 页假设黑匣子元件是电感元件，则元件波形图为：2RC 电路的方波响应：在RC 电路用示波器观察RC 电路信号响应波形。用实验方法估
6、算RC 电路时间常数，线路自定。电路仿真图如下列图所示: 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 23 页所得方波图形为 : 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 23 页充电时间常数T=R1R2*C/(R1+R2) 放电时间常数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 23 页T=R2*C (3)RL 方波响应及时间常数估算，线路自定。实验仿真图如下列图所示：所得电感电压波形图：精选学习资料 -
7、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 23 页充电时间常数T=L*(R1+R2)/R1R2; 放电时间常数T=L/R2; (4)RLC 电路方波响应：用示波器观察RLC 串联电路的方波响应Uc,i波形。仿真电路模型如下图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 23 页Uc,i 方波响应：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 23 页元件参数的测量1用电流电压表判别黑匣子元件性质；1. 调压器提供实验电压，
8、电压表监测元件电压，电流表监测元件电流，在被测元件两端并接一只适当容量的试验电容器，假设电流表读数增大则被测元件为容性；反之为感性。实验操作如【 11】图接线实验结果据图将电压表和电流表的示数记录到表-1 中电压电流电容器并入前电容器并入后精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 23 页VWA*Z220V2用交流电压表。 电流表及功率表分别测量R.L.C 元件的交流参数，讨论误差产生的原因。下列图为电压线圈支路前接法：由图可求功率表的读数 PW =PL+I2(RA+RWA) 因而产生误差 P P=I2(RA+RWA) PL为
9、ZL 上的功率，为了减少测量误差，应使I 2(RA+RWA) 越小越好，故这种电路适用于RL (RA+RWA的场合2.如下列图为功率表后接的方法测量的交流参数电阻。电容。电感相互调换即可：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 23 页电压线圈支路前接法和电压线圈支路后接法是一种对偶电路，则分析方法可采用对偶原理。由上图可求功率表的读数PW=PL+U2(1/RV+1/RWV) 因而产生的误差 P P=U 2(1/RV+1/RWV) 为减小误差，应使 P越小越好，这种电路适用于：RWV RL,RVRL 。3.实验表格及其数据接后
10、式：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 23 页测试记录负载类型U/V I/A P/W 电压线圈前接电阻器17 电感器74 电容器3.正弦电源下电路稳态特性的研究1用示波器分别观察元件的在正弦电压情况下响应u,i 的波形。电阻仿真电路图如下列图所示：U,i 波形图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 23 页电感仿真电路图如下列图所示：U,i 波形图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页
11、，共 23 页电容仿真电路图如下列图所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 23 页U,i 波形图：2用示波器分别观察元件串联的在正弦电压情况下感性。容性和电阻性响应 u,i 波形。容性电路响应仿真电路图及其波形：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 23 页感性电路响应仿真电路图及其波形：精选学习资料 - - - - - - - - -
12、 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 23 页电阻性电路响应仿真电路图及其波形：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 23 页五实验设备：双线示波器 1台信号发生器 1台黑匣子 1台电阻箱 2个电容器 1个电感器 1个电压表 1个电流表 1个功率表 1个电容箱 1个单向调压器 1台六心得与体会：通过这次电路课程研究性实验项目，我们深深体会到了团队的协作能力及个人的动手能力， 这说明我们在学习中， 不仅仅只注重学习，我们要学会融入团队， 要具备动手能力，要在某一方面拥有自己的特长，这样， 我们不仅融入了社会融入了团队，社会与团队也离不开了我们，正所谓学有所长有所用。另外，在实验中，它要求我们一丝不苟，不出任何的过失，因为作为科研性人才的我们，只要稍微有一点的过失便会酿成严重的后果，这对我们以后所在的公司，家庭，个人都会带来严重的影响，所以，在大学里，我们要养成一丝不苟的习惯。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 23 页
