实验789RLC特性阻抗测试Word文件下载.docx

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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，如下图3-21所示，荧光屏上数得水平方向一个周期占n格，相位差占m格，则实际的相位差（阻抗角）为。

图3-21相位差测定波形图

三、实验设备

序号

名称

型号与规格

数量

备注

1

函数信号发生器

2

交流毫伏表

3

双踪示波器

4

实验电路元件

LM—03

5

频率计

四、实验内容

1．测量单一参数、、元件的阻抗频率特性。

实验线路如图3-20所示，取，。

通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至电路输入端，作为激励源，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为=3，并在整个实验过程中保持不变。

改变信号源的输出频率从200Hz（用频率计测量），并使开关S分别接通、、三个元件，用交流毫伏表分别测量、；

、；

、，并通过计算得到各频率点时的、、之值，记录表中。

频率f（Hz）

2005000

（V）

=/r（mA）

=/（KΩ）

2．用双踪示波器观察r、L串联和r、C串联电路在不同频率下阻抗角的变化情况，并作记录。

频率

n（格）

M（格）

（度）

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。

六、预习思考题

1．图中各元件流过的电流如何求得？

2．怎样用双踪示波器观察r、L串联r、C串联电路阻抗角的频率特性曲线，从中可得出什么结论？

七、实验报告

1．根据实验数据，在方格纸上绘制三个元件的阻抗频率特性曲线，从中可得出什么结论？

2．根据实验数据，在方格纸上绘制r、L串联和r、C串联电路的阻抗角频率特性曲线，并总结、归纳出结论。

实训项目八日光灯线路的安装与测量

掌握日光灯线路的接线。

日光灯线路如图3-25所示，图中A是日光灯管，L是镇流器，S是启辉器，C补偿电容器，用以改善电路的功率因数（值）

图3-25日光灯线路图

三相交流电源

0～220V

三相自耦调压器

功率表

交流电压表

交流电流表

6

镇流器

与30W灯管配用

LM-02

7

日光灯灯管

30W

8

启辉器

日光灯线路接线与测量。

图3-26日光灯线路接线与测量实验电路

按图3-26组成实验线路，经指导教师检查后，接通市电220V电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到日光灯刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。

然后将电压调至220V，测量功率，电流，电压等值，验证电压、电流相量关系。

（W）

（A）

启辉值

正常工作值

1．本实验用交流市电220V，务必注意用电人身安全。

2．在接通电源前，应先将自耦调压器手柄置在零位上。

3．功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数的折算关系。

4．如线路接线正确，日光灯不能启辉良好。

1．参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。

2．在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮；

或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？

1．完成数据表格中计算，进行必要的误差分析。

2．装接日光灯线路的心得体会及其他。

实训项目九串联谐振电路实验

1．验证RLC串联谐振电路的特点；

2．了解品质因数Q对谐振曲线的影响。

二、实验原理

在RLC串联电路中，当外加正弦交流电压的频率可变时，电路中的感抗、容抗和电抗都随着外加电源频率的改变而变化，因而电路中的电流也随着频率的变化而变化。

将这些物理量随频率变化的特性绘成曲线，就是它们的频率特性曲线。

由于

当时的角频率就是串联谐振角频率，这时电路呈谐振状态，，则谐振角频率和谐振频率分别为：

，

可见谐振频率取决于电路的参数L和C的值。

随着频率的变化，电路的性质可发生变化：

当时，电路呈容性；

当时电路呈感性；

当时电路呈纯阻性。

如果维持外加电压为，则谐振时的电流为：

电路的品质因数为：

改变外加电压的频率，就可以作出如图5-9所示的电流谐振曲线，其表达式为

图5-9电流谐振曲线

三、实验原理图

实验原理图如图5-10所示。

四、实验器材

（1）信号发生器；

图5-10实验原理图

（2）灯泡R、电感器L、电容器C、开关；

（3）导线

五、实验步骤及数据记录

（1）设置R、L、C的值。

①灯泡的功率P=5W、U=10V，则R=；

②L=10mH；

③C=100μF

（2）按原理图连接电路。

（3）持信号源输出电压U=10V，使信号频率由1Hz连续变化到500Hz，观察电流表、电压表的变化，并记入下表中，记下电灯泡最亮时的f=。

频率f/Hz

电流值

电压值

（4）持谐振频率f0不变，更改Q值，进行实验。

①改变R。

将灯泡功率改为10W，其它值不变，此时R=。

重复上述实验并将数据记录到下表中。

②保持LC的乘积不变，改变L、C的值，如L=100Hm，C=10Μf，重复上述实验并将数据记录到下表中。

（5）由上述表格数据得知谐振条件，绘制谐振曲线得知品质因数对谐振现象的作用。

六、实验结果分析

（1）总结串联谐振电路特点；

（2）总结品质因数Q值对谐振曲线的影响；

（3）心得体会。

实训项目十互感线圈同名端的判断

1.学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。

2.理解两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。

1.判断互感线圈同名端的方法.

（1）直流法

如图6-6所示，当开关S闭合瞬间，若毫伏表的指针正偏，则可断定“1”、“3”为同名端；

指针反偏，则“1”、“4”为同名端。

（2）交流法

如图6-7所示，将两个线圈N1和N2的任意两端（如2、4）联在一起，在其中的一个线圈（如N1）两端加一个低压交流电压，另一线圈开路，（如N2），用交流电压表分别测出端电压U13、U12和U34。

若U13是两个绕组端压之差,则1、3是同名端。

；

若U13是两个绕组端压之和，则1、4是同名端。

2.两线圈互感系数的测定

如图6-7所示，在N1侧加低压交流电压U1，N2侧开路，测出I1及U2，根据互感电势

可算得互感系数为

3.耦合系数K的测定

两个互感线圈耦合松紧的程度可用耦合系数K来表示

如图6-7，先在N1侧加低压交流电压U1，测出N2侧开路时的电流I1；

然后再在N2侧加电压U2，测出N1侧开路时的电流I2，求出各自的自感L1和L2，即可算得K值。

可调直流稳压电源

0~30V

单相交流电源

0~220V

直流数字电压表

直流数字毫安表

6

直流数字安培表

9

空心互感线圈

N1：

大线圈；

N2：

小线圈

1对

LW-02

10

可变电阻器

100，3W

LW-03

11

电阻器

510，2W

12

发光二极管

红或绿

13

铁棒、铝棒

14

滑线变阻器

200，2A

图6-8直流法测定同名端实验电路

1．分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名端

1）直流法

图6-9交流法测定同名端实验电路

实验线路如图6-8所示,将N1、N2同心式套在一起，N侧串入5A量程直流数字电流表，U为可调直流稳压电源，调至6V，然后改变可变电阻器R（由大到小的调节），使流过N1侧的电流不超过0.4A，N2侧直接接入2mA的毫安表。

将铁芯迅速地拔出和插入，观察毫安表正、负读数的变化，来判定N1和N2两个线圈的同名端。

2）交流法

按图6-9接线，将N1、N2同心式套在一起。

N1串接电流表（选0~2.5A的量程交流表），后接至自耦调压器的输出，N2侧开路，并在两线圈中插入铁芯。

接通电源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位，确认后方可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约2V左右），使流过电流表的电流小于1.5A，然后用0~30V量程的交流电压表测量U13、U12和U34，判定同名端。

2．互感系数及耦合系数测定

1）互感系数M的测定

拆除2、3连线，测U1、I1、U2，计算出M。

2）耦合系数K的测定

将低压交流加在N2侧，使流过N2侧电流小于1A，N1侧开路，按步骤1）测出U2、

I2、U1值。

用万用表RX1档分别测出N1和N2线圈的电阻值R1和R2，计算K值。

3.观察互感现象

将低压交流加在N1侧，N2侧接入LED发光二极管与510的电阻串联的支路。

1）将铁芯从两线圈中抽出和插入，观察LED亮度的变化及各电表读数的变化，记录现象。