该报告最后的得分为92分/100分。
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一.实验目的
1. 熟悉测量RLC元器件的交流电压、电流。
2. 熟悉测量RLC串联和并联交流电路的电压、电流。
二.实验仪器和器材
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)器材
电路实验箱
元器件:电阻(10Ω、1k);电容(0.1);电感(10mH)
3.实验预习的虚拟实验平台
NI Multisim
三.实验内容
1.分别观测电阻R、电感L、电容C 正弦交流响应,测量电压与电流波形、幅值、频率、相位差φ。分析:比较直流交流响应的特点;元器件的阻抗与交流频率的关系,不同元器件的阻抗及阻抗角。
2.测量R L C并联和串联交流电路的电压与电流波形、幅值、相位差φ 。分析:交流线性电路的电压电流及阻抗关系与直流电路相同,只是这些参数应用向量表示,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。
四.实验原理
2.RLC并联电路测量
将元件R、L并联相接,测量电压与电流的波形及参数: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:
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
实验数据记录:
并联数据:
并联 |
u波形 |
i(ur)波形 |
u不变改变f |
u/4kHz |
||
i的变化 |
φ的变化 |
测量值 |
||||
R |
正弦波 |
同相 |
不变 |
0不变 |
2.71 |
|
L |
正弦波 |
落后79.88 |
负相关 |
负相关 |
2.75 |
|
C |
正弦波 |
超前70.14 |
正相关 |
正相关 |
2.94 |
|
RL |
R |
正弦波 |
落后55.23 |
不变 |
不变 |
2.56 |
L |
正弦波 |
落后55.23 |
负相关 |
负相关 |
2.56 |
|
RL |
正弦波 |
落后55.23 |
负相关 |
负相关 |
2.56 |
|
RC |
R |
正弦波 |
超前85.77 |
不变 |
不变 |
0.0175 |
C |
正弦波 |
超前85.77 |
正相关 |
正相关 |
0.0175 |
|
RC |
正弦波 |
超前85.77 |
正相关 |
正相关 |
0.0175 |
|
RLC |
R |
正弦波 |
落后34.02 |
不变 |
不变 |
2.1184 |
L |
正弦波 |
落后34.02 |
负相关 |
负相关 |
2.1184 |
|
C |
正弦波 |
落后34.02 |
正相关 |
正相关 |
2.1184 |
|
RLC |
正弦波 |
落后34.02 |
正相关 |
负相关 |
2.1184 |
|
I(ur/r)/4kHz |
φ/4kHz |
阻抗4kHz |
||||
计算值 |
测量值 |
计算值 |
测量值 |
测量值 |
||
R |
2.71/470 |
5.7 |
0 |
0 |
475.4385965 |
|
L |
2.75/251 |
10.8 |
-90 |
-79.88 |
254.6296296 |
|
C |
2.94/398 |
7.5 |
90 |
70.14 |
392 |
|
RL |
R |
2.56/470 |
4.6 |
0 |
-55.23 |
556.5217391 |
L |
2.56/251 |
8.5 |
-90 |
-55.23 |
301.1764706 |
|
RL |
2.56/164 |
10.7 |
-90 |
-55.23 |
239.2523364 |
|
RC |
R |
0.0175/470 |
5.1 |
0 |
85.77 |
3.431372549 |
C |
0.0175/398 |
0.001 |
90 |
85.77 |
17500 |
|
RC |
0.0175/216 |
5.24 |
90 |
85.77 |
3.339694656 |
|
RLC |
R |
2.1184/470 |
4.587 |
0 |
-34.02 |
461.8269021 |
L |
2.1184/251 |
8.377 |
-90 |
-34.02 |
252.8828936 |
|
C |
2.1184/398 |
0.001 |
90 |
-34.02 |
2118400 |
|
RLC |
2.1184/116 |
10.793 |
-90 |
-34.02 |
196.2753637 |
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-715677.html
串联数据:
串联 |
u波形 |
i(ur)波形 |
u不变改变f |
u/4kHz |
||
i的变化 |
φ的变化 |
测量值 |
||||
RL |
R |
正弦波 |
超前2.039 |
不变 |
不变 |
2.62 |
L |
正弦波 |
落后842.5m |
负相关 |
负相关 |
0.63 |
|
RL |
正弦波 |
落后379.8m |
负相关 |
负相关 |
2.87 |
|
RC |
R |
正弦波 |
落后81.72 |
不变 |
不变 |
0.00344 |
C |
正弦波 |
落后2.7 |
正相关 |
正相关 |
2.9964 |
|
RC |
正弦波 |
落后175.2 |
正相关 |
正相关 |
2.9994 |
|
RLC |
R |
正弦波 |
落后50.68 |
不变 |
不变 |
2.6163 |
L |
正弦波 |
超前424.9m |
负相关 |
负相关 |
0.63 |
|
C |
正弦波 |
超前15.87 |
正相关 |
正相关 |
1.094 |
|
RLC |
正弦波 |
落后1.255 |
正相关 |
负相关 |
2.8693 |
|
I(ur/r)/4kHz |
φ/4kHz |
阻抗4kHz |
||||
计算值 |
测量值 |
计算值 |
测量值 |
测量值 |
||
RL |
R |
2.62/1000 |
2.64 |
0 |
2.039 |
992.4242424 |
L |
0.63/251 |
2.64 |
-90 |
-842.5m |
238.6363636 |
|
RL |
2.87/1251 |
2.64 |
-90 |
379.8m |
1087.121212 |
|
RC |
R |
0.00344/1000 |
0.00103 |
0 |
-81.72 |
3339.805825 |
C |
2.9964/398 |
0.00103 |
90 |
-2.7 |
2909126.214 |
|
RC |
2.9994/1398 |
0.00103 |
90 |
-175.2 |
2912038.835 |
|
RLC |
R |
2.6163/1000 |
2.65 |
0 |
-50.68 |
987.2830189 |
L |
0.63/251 |
2.65 |
-90 |
-424.9m |
237.7358491 |
|
C |
1.094/398 |
2.65 |
90 |
15.87 |
412.8301887 |
|
RLC |
2.8693/1649 |
2.65 |
-90 |
1.255 |
1082.754717 |
六.分析与总结
实验总结
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。
3.增强了团队合作精神,增强了电路纠错能力以及总结经验的能力。
思考题
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?
答: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?
答: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。
答: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?
答: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。
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-715677.html
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