关于交流阻抗实验报告

正弦交流电路中的阻抗和频率特性研究
1、实验目的
1）加深对正弦交流电路的KVL 定律认识。

2）学习正弦交流电路中阻抗的测量方法。

3）掌握L c X X 、阻抗频率特性测量方法。

2.实验原理及步骤
（1）测量阻抗
1）用“向量法”测量空心电感线圈两端的阻抗Lr Z ，如图3-1所示，r 是电感线圈的直流电阻。

输入电压的频率在200~300Hz 中任选两个，分别测量计算。

测量出R U 、Lr U 的值，选取R
U 作为参考相量，做出回路的向量图。

相量图如图3-2所示。

显然， 满足Lr
R Lr R U U U U U 2cos 2
2
2 。

通过计算 从而求出L U 、r U 的
值进而可求出电阻电感值。

2）按下图所示电路，从a ，b 端口用“向量法”测量内带电容的阻抗ab Z ，输入电压的频率在1~3kHz 中任选两个，分别测量计算。

Lr
U U
R
U
r
U U
图3-2 电感阻抗测量电路向量图
图3-1 测量阻抗电路原
测量出R U 、Cr U 以及I 的值，选取Cr U 为参考相量，作出由回路的向量图。

相量图如图3-4所示,同理，通过求出 角可得到电容阻抗值。

（2）测量频率特性
测量L X 、C X 阻抗频率特性，做频率特性曲线。

1）点测—L X f 特性。

自选电感（L ：50~400mH ）与电阻R 串联（R ：200Ω~1k Ω）自拟表格，做—L X f 特性曲线（f 从50Hz~3kHz ）。

2）点测—C X f 特性。

自选电容（C ：0.1~2μF ）与电阻R 串联（R ：200Ω~1k Ω）自拟表格，做—C X f 特性曲线（f 从50Hz~3kHz ）。

（3）观察电压、电流相位关系
如图3-5、3-6所示，用示波器分别观察下面电感、电容中电压、电流相位。

图3-5 电感阻抗测量电路
rc U r
I U
R
U I
rc
I 1R U C
U
图3-2 电容阻抗测量电路向量图
图3-3 电容阻抗测量电路原理图
I A
r
C
U
R
U
Cr U
1
R 2
-
-
4.实验结果
（1）测量阻抗 1）测量电感阻抗
选择200Hz 以及300Hz 的电源频率进行测量 实验结果如下
Hz f /
测量值 计算值
V U R /
V U Lr /
V U /
mA I /
cos
V U r /
V U L /
200 1.279 1.758 2.828 6.395 -0.727 1.279 1.206 300
1.155
2.000
2.828
5.775
-0.577
1.153
1.634
故当频率为200Hz 时，电阻I
U R r
=200Ω，电感L=150.071mH ；当频率为300Hz 时，电阻R=199.654Ω，电感L=150.106mH ，与真实值的误差小于1%。

2）测量ab Z
选择200Hz 以及2000Hz 的频率进行测量 /f Hz
测量值
计算值
/R U V
/rC U V
/U V
/I mA
cos
200 2000
图3-6 电容阻抗测量电路
ab
Z。