实验3正弦交流电路中的电阻、电容、电感

电工学实验3正弦交流电路中的电阻、电容、电感正弦交流电路中的电阻、电容、电感一、实验目的：1、研究电阻、电容和电感在正弦交流电路中的特性。2、掌握用示波器观测正弦交流电路中电压和电流之间的相位差。3、学会测定正弦交流电的有效值和相位差的方法。二、实验原理：1、正弦交流电作用于任一线性非时变电路，其两端电压与电流相量之比称为元件的阻抗，即：阻抗是复数，其模表示电压、电流最大值或有效值之间的比值，而幅角（阻抗角）代表电压、电流的相位差。2、在正弦交流电路中，对任一节点，各支路的电流和任一闭合回路各部分电压应是向量的代数和等于零，而不是有效值的代数和等于零。即不仅考虑其模值关系，还要考虑其相位关系。正弦交流电路中的电阻、电容、电感二、实验原理：3、在感性电路中，电压超前电流一个角度；在容性电路中，电流超前电压一个角度；当电路成电阻性时，电压与电流是同相位的。4、因为示波器不能直接测量电流信号，只能观测电压信号，我们利用在电阻上的两端电压与电流是同相位关系，用示波器观测电阻两端的电压波形，就可表示为电流的波形，只不过幅度再被电阻值除一下即可。5、两个同频率正弦信号在任一时刻的相位之差称为相位差。相位差的测量通常采用示波器。两个同频率正弦信号的相位差实际上是它们的初相之差，其值大小与时间t无关。如何用双踪示波器测量相位差呢？在双踪示波器上同时显示两个被测信号的波正弦交流电路中的电阻、电容、电感二、实验原理：形，如图4—1所示，图中θ是两个被测信号的相位差，AC和BD是被测信号周期的长度，AB是两个被测信号相位差的长度，根据比例关系=，则相位差为：θ=×360°图4—1ACAB360ACAB正弦交流电路中的电阻、电容、电感三、实验仪器：1、双踪示波器2、低频信号发生器3、数字毫伏表4、电路实验箱四、实验内容：1、RC串联电路：电路如图4—2所示。(1)、调节低频信号发生器f=1KHz、Us=2V、R=10Ω、C=2μf(2)、用示波器观察I、U的相位关系，记录其波形及相位差。(3)、用毫伏表测量Us、UR、Uc。(4)、改变R值，观察其相位变化。(5)、改变f值，观察其相位变化。(6)、画出f=1KHz时各电压的向量图。正弦交流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：1、RC串联电路：图4—2RC串联电路正弦交流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：2、RL串联电路：电路如图4—3所示。图4—3RL串联电路正弦交流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：2、RL串联电路：(1)、调节低频信号发生器f=10KHz、Us=2V、R=50Ω、L=3.3Mh。(2)、用示波器观察I、U的相位关系，记录其波形及相位差。(3)、用毫伏表测量Us、UR、UL。(4)、改变R值，观察其相位变化。(5)、改变f值，观察其相位变化。(6)、画出f=10KHz时各电压的向量图。3、RLC串联电路：电路如图4—4所示。(1)、调节低频信号发生器f=1KHz、Us=2V、R=10Ω、C=2μf、L=3.3Mh。(2)、用示波器观察I、U的相位关系，记录其波形及相位差，并判断电路的性质。正弦交流电路中的电阻、电容、电感四、实验内容：3、RLC串联电路：(3)用毫伏表测量Us、UR、UL、Uc和阻抗的模。(4)改变R值，观察其相位变化。(5)改变f值，观察其相位变化。(6)画出f=1KHz时各电压的向量图。图4—4RLC串联电路正弦交流电路中的电阻、电容、电感五、注意事项：测量时要正确使用有关仪器、仪表，并注意低频信号发生器、双踪示波器、数字毫伏表都有接地问题，即仪器的地线，必须与被测电路的零电位相连。六、数据表格：项目单位RL电路RC电路RLC电路给定值RLC正弦交流电路中的电阻、电容、电感六、数据表格：项目单位RL电路RC电路RLC电路测量值USURULUCθ波形向量图电路性质