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1、实验六 简单正弦交流电的研究,510实验室,实验目的,研究正弦交流电路中电压、电流的大小与相位关系。研究R、L、C 元件阻抗随频率变化的关系。研究正弦交流电中电压、电流的大小与相位的关系。学会三压法测量及计算相位差角。学习取样电阻法测量交流电流的方法。,实验原理(一),电阻元件:UR=RI,其中 R=UR/I为常数,与频率f无关,电阻元件的电流 与电压 同相。电感元件:UL=jXLI,式中XL=WL=2fL 称为感抗。当 L为常数时,XL与频率 f成正比,f越大,XL 越大,f 越小,XL越小。理想电感的特征是电流I 滞后于电压 90。电容元件:UC=-jXCI,式中XC=1/WC=1/2fC
2、 称为容抗。当 C为常数时,XC 与 f成反比,f越大,XC越小.电容元件的特点是电流I 的相位超前于电压 90。,实验原理(二),三压法测原理 任意阻抗Z和R串联,如图a所示,则其相量如图b、利用余弦定律可以计算串联后总阻抗角为,实验内容,研究串联电路中,电压、电流大小与相位的关系,阻抗随频率变化的关系。按图接线,元件参数如下:L=200mH,C=0.2F,R=1k。测量R、L、C上的电压,并进行计算,其中I=UR/R。注意,当改变频率时,必须重新标定Us=1v。,阻抗串联电路,,R=1k,L=200mH,C=0.2F,2、研究并联电路中,在正弦信号作用下,流过各元件的电流之间的关系,测定谐
3、振频率及谐振电流I0。按图接线,元件参数C=0.2F,L=200mH,R=1K,R0=10(取样电阻),F=800Hz,Us=1V。测量流过各元件的电流(采用取样电阻法)数据记录在下表中,改变元件时重调US=IV。,元件参数C=0.2F,L=200mH,R=1K,R0=10(取样电阻)信号源F=800Hz,Us=1V,思考题,当XL=XC=R 时 流过 R、L、C 元件的电流相同吗?仅是R、L 并联时其电流大小是否小于R、L、C 并连时的电流?LC并联时的电流一定大于仅接 C时的电流吗?以上三点根据测量数据画出向量加以说明。,实验报告要求,实验目的。原理简述。实验内容:实验步骤、实验电路、表格、数据等。整理并计算实验数据,检查数据是否与理论值相符,并加以解释分析。画出电阻、电感、电容,RC 串联,RL 串联电流电压的向量图。(共5个)当频率升高时,阻抗lZ l 的变化趋势,cos 的变化趋势,画出向量图加以说明。,