R、L、C元件阻抗特性的测定

实验十一 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定

姓名

学号 专业

实验日期

1. 验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R ～f 、X L ～f 及Xc ～ f 特性曲线。

2. 加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系。

二、原理说明

1. 在正弦交变信号作用下，R 、L 、C 电路元件在电路中的抗流作用与信号的频率有关，它们的阻抗频率特性R ～f ，X L ～f ，Xc ～f 曲线如图11-1所示。

2、单一参数R 、L 、C 阻抗频率特性的测量电路如图11-2所示。

图中R 、L 、C 为被测元件，r 为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R 、L 、C 元件两端电压U R 、U L 、U C ，流过被测元件的电流则可由r 两端电压除以r 得到。

3元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变，将各个不同频 率下的相位差画在以频率f 为横坐标、阻抗角φ为纵座标的座标纸上，并用光滑的曲 线连接这些点，即得到阻抗角的频率特性曲线。

用双中示波器测量阻抗角（相位差）的方法。

将欲测量相位差的两个信号分别接到双中示波器Y A 和Y B 两个输入端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图11-3所示，荧光屏上数的水平方向一个周期占n 格，相位差占m 格，实际的相位差φ（阻抗角）为

φ＝m ×n

360

Z X L R f

L C

R 30

r u ~

r i R A S B

u f i L i C i

图 1 2-1 图 1 1-2

u

i

占m 格

T

ωt

t

φ

图 1 1-3

图11-1

1. 测量单一参数R、L、C元件的阻抗频率特性

取R=1KΩ,L=10Mh,C=1μF,r=200Ω。通过电缆线将低频信号发生器输出的正弦信号接至如图11-2的电路，作为激励源u，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为U＝3V，并保持不变。

使信号源的输出频率从200Hz逐渐增至5KHz（用频率计测量），并使开关S分别接通R、L、C三个元件，用交流毫伏表测量Ur，并计算各频率点时的I R、I L和I C ( 即

2、用双踪示波器观察rL串联和rC串联电路在不同频率下阻抗角的变化情况，并作记

五、实验注意事项

交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先调零。

七、实验报告

1. 根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线，从中可得出什么结论？

f（H Z）

表 11-1 R的阻抗频率特性曲线

f（H Z）

表11-2 L的阻抗频率特性曲线

f（H Z）

表11-3 C的阻抗频率特性曲线

结论：1、从表11-1可以看出电阻元件的阻值与信号源频率无关，其阻抗频率特性是近似为一条直线

2、从表11-2可以看出电感元件的感抗与信号源频率近似成正比。

3、从表11-3可以看出电容的容抗与信号源频率成反比。

2. 根据实验数据,在方格纸上绘制R、L、C 三个元件串联的阻抗角频率特性曲线，并总结、归纳出结论。

f（KH Z）

表 11-4 rL串联电路的阻抗角频率特性曲线

f（KH Z）

表11-5 rC串联电路的阻抗角频率特性曲线

结论：1、从表11-4可以看出rL串联电路中，随着信号源频率的增大，阻抗角增大

2、从表11-5可以看出rC串联电路中，随着信号源频率的增大，阻抗角减小

（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）