实验3正弦交流电路中的电阻、电容、电感.ppt

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41所示，图中是 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： = 360,图41,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42所示。 (1)、调节低频信号发生器 f=1KHz 、Us=2V、R=10 、C=2f (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42 RC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43所示。,图43 RL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=50、 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44所示。 (1)、调节低频信号发生器 f=1KHz、Us=2V、R=10、 C=2f 、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44 RLC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：,正弦交流电路中的电阻、电容、电感,六、数据表格：,