RLC元件阻抗特性的测定PPT参考课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,R,、,L,、,C,元件阻抗特性的测定,1,实验目的,实验原理,实验任务,任务分析,实验方案设计,实验操作,实验报告,2,1.,验证感抗、容抗与频率的关系，测定,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。,实验目的,3,实验原理,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,1,所示。,图,1,4,正弦交流电路中,R,、,L,、,C,元件的电压与电流关系,5,阻抗频率特性测量,原理说明,要测定阻抗频率特性曲线，需测出被测元件的电压与电流。而在实验中，由于实验仪器的频率测量范围所限，往往通过测量电阻电压计算电路电流。,6,实验电路,元件阻抗频率特性的测量电路如图,2,所示,图,2,7,实验操作原理,图中的,r,是提供测量回路电流用的标准小电阻，,当满足,r,的阻值远小于被测元件的阻抗值时，,可以认为,AB,之间的电压就是被测元件,R,、,L,或,C,两端的电压，而流过被测元件的电流则可由,r,两端的电压除以,r,所得。,由于输入、输出的信号是正弦交流，所以其电压的测量可以用毫伏表或示波器测定,测量时应注意保持,AB,两端电压不变，以消除信号发生器输出内阻的影响,8,若,不满足,r,的阻值远小于被测元件的阻抗值时，需分别测量,r,与被测元件两端的电压。,实验应如何进行？,对于未知的阻抗元件，亦可用同样的方法测得,Z,串与,Z,并的阻抗频率特性,Z,f,，根据电压、电流的相位差可判断,Z,串或,Z,并是感性还是容性负载。,9,由于电路中存在电阻，且,L,、,C,的阻抗大小随频率的变化而变化，不同频率的作用在电路中会产生不同的阻抗角，在满足被测阻抗远大于电路中的电阻时，可近似看成被测元件的阻抗角。,元件的阻抗角（即电压与电流的相位差,）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,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。,阻抗角的频率特性曲线的测量,10,用双踪示波器测量阻抗角的方法如下图所示。从荧光屏上数得一个周期占,n,格，相位差占,m,格，则实际的相位差,（阻抗角）为,m,（度）,阻抗角用双踪示波器测量,11,实验设备,函数信号发生器,交流毫伏表,双踪示波器,12,测量,L,、,C,元件的阻抗频率特性,实验内容（,1,）,通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至如图的电路，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,1V,，并保持不变。,13,使信号源的输出频率从,200Hz,逐渐增至,5KHz,，并使开关S,分别接通,L,、,C,两个元件，用交流毫伏表测量,Ur,，并计算各频率点时的,I,L,和,I,C,(,即,U,r,/r),以及,X,L,=U,L,/I,L,及,X,C,=U,C,/I,C,之值。,14,阻抗频率特性实验方法,方法,1:,通过测量正弦波电压有效值来完成,.,15,CH1,CH2,示波器测量法,16,方法,2:,通过测量正弦波峰,-,峰电压来完成,CH1,CH2,17,方法,3:,利用李沙育图形来测量,.,CH1,CH2,按下,“,X-Y,”,18,交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先调零,测峰峰值或,时，示波器的“,V/div”,或“,t/div”,的微调旋钮应旋置“校准位置”,示波器电缆线的接地线要接在一起,操作注意事项,19,测量,L,、,C,元件串联的阻抗角频率特性,若用双踪示波器同时观察,r,与被测元件两端的电压，亦就展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的波形，从而可在荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。,实验内容（,2,）,20,CH1,CH2,示波器测量法,相频特性测试的实验方法,21,22,23,1,用双踪示波法测量相位,将欲测量的两个信号,A,和,B,分别接到示波器的两个输入通道。,利用荧光屏上的坐标测出信号的一个周期在水平方向上所占的长度 。,再测量两波形上对应点之间的水平距离,x,，则两信号的相位差为,24,用这种方法测相位差时应该注意，只能用其中一个波形去触发另一路信号。,x,1,x,2,x,T,25,（,2,）测量相位差,把比较相位差的两个频率、同幅度的正弦信号分别送入示波器的,Y,通道和,X,通道，使示波器工作在,X-Y,方式，这时示波器的屏幕上会显示出椭圆波形，,由椭圆上的坐标可求得两信号的相位差为,26,（,2,）测量相位差,27,测量,R,、,L,、,C,各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或大电容代替？为什么？,思考题,28,实验报告要求,实验任务,任务分析及实验原理,实验电路及方案设计,实验操作过程（步骤）及数据记录,数据处理与分析（作图法,-,特性曲线）,实验结果分析及实验总结,实验仪器记录（名称、型号、编号等）,29,