HNU-电子测试平台与工具-RLC交流电路测量报告

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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

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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:

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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。

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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。

 

 

 

 

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