电路原理实验 实验47.docx
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电路原理实验实验47
实验4-7电阻,电感,电容元件阻抗特性的测定
实验班次
实验台编号
姓名
学号
R（kΩ）
L（mH）
C（uF）
5
17
黄宇樽
1121000106
5.10
10.000
0.0253
一、实验目的
1.熟悉交流阻抗的测量方法,验证电阻,感抗,容抗与频率之间的关系,测定R~f（电阻-频率），XL~f（感抗-频率）和XC~f（容抗-频率）特性曲线及电路元件参数对响应的影响。
2.加深理解R，L，C元件端电压与电流的相位关系，学会测量阻抗角的方法。
二、电路图（按照个人数据表填写下图的元件值）
图4-7-1RLC阻抗频率特性的仿真电路
图4-7-2R阻抗频率特性的实测电路
三、仿真测量R、L、C元件阻抗频率特性
1.按照个人数据表填写下表左边的元件值，取样电阻为r=100Ω，测量时用万用表（毫伏表），将测量的UR、UL、UC有效值填入表4-7-1。
2.计算公式
电阻测量电路中有：
电感测量电路中有：
电容测量电路中有：
3.从表4-7-1中任选1个频点，将电阻、电容和电感的仿真图分别插入到报告中指定位置。
图4-7-3频点为5kHz时电阻上UR的电压
图4-7-4频点为5kHz时电感上UL的电压
图4-7-5频点为5kHz时电容上UC的电压
表4-7-1R、L、C元件阻抗频率特性的测定输入电压UP-P=4V（有效值Ui=2.83V）
频率
实验内容
仿真数据
频点1
频点2
频点3
频点4
频点5
频点6
f/kHz
1.000
5.000
15.000
30.000
45.000
60.000
R=5.1kΩ
UR/V
（测量值）
2.800
2.800
2.800
2.800
2.800
2.800
IR/mA
（计数值）
0.549
0.549
0.549
0.549
0.549
0.549
R/kΩ
（计数值）
5.100
5.100
5.100
5.100
5.100
5.100
L=10mH
UL/V
2.1959
2.7915
2.8239
2.8270
2.8276
2.8278
IL/mA
（计数值）
34.9412
8.8840
2.9078
1.4822
0.9873
0.7405
XL/kΩ
（计数值）
0.0629
0.3142
0.9711
1.9073
2.8640
3.8188
C=0.0253uF
UC/V
2.8279
2.8257
2.8072
2.7476
2.6557
2.5426
IC/mA
（计数值）
0.4496
2.2470
6.6971
13.1228
19.0572
24.2745
XC/kΩ
（计数值）
6.2898
1.2575
0.4192
0.2094
0.1394
0.1047
4.用Excels将仿真数据生成R、L、C阻抗频率特性图
图4-7-6仿真数据R、L、C元件阻抗频率特性
四、实际测量R、L、C元件阻抗频率特性
1.按照个人数据表填写下表左边的元件值，取样电阻为r=51Ω，测量时用毫伏表（万用表），将测量的UR、UL、UC有效值填入表4-7-2。
2.计算公式：
使用仿真实验中的公式
3.从表4-7-2中任选1个频点，将电阻、电容和电感的仿真图分别插入到报告中指定位置。
图4-7-7频点为5kHz时电阻上UR的电压
图4-7-8频点为5kHz时电感上UL的电压
图4-7-9频点为5kHz时电容上UC的电压
表4-7-2R、L、C元件阻抗频率特性的测定输入电压UP-P=4V（有效值Ui=2.83V）
频率
实验内容
实测数据
频点1
频点2
频点3
频点4
频点5
频点6
f/kHz
1.000
5.000
15.000
30.000
45.000
60.000
R=5.1kΩ
UR/V
（测量值）
2.8170
2.8170
2.8170
2.8170
2.8170
2.8170
IR/mA
（计数值）
0.5510
0.5510
0.5510
0.5510
0.5510
0.5510
R/kΩ
（计数值）
5.1125
5.1125
5.1125
5.1125
5.1125
5.1125
L=10mH
UL/V
2.1958
2.7917
2.8241
2.8270
2.8275
2.8279
IL/mA
（计数值）
34.9416
8.8839
2.9077
1.4824
0.9875
0.7408
XL/kΩ
（计数值）
0.0628
0.3142
0.9712
1.9070
2.8633
3.8173
C=0.0253uF
UC/V
2.8277
2.8255
2.8073
2.7475
2.6556
2.5427
IC/mA
（计数值）
0.4498
2.2470
6.6970
13.1227
19.0569
24.2746
XC/kΩ
（计数值）
6.2866
1.2575
0.4192
0.2094
0.1394
0.1047
4.用Excel将实测数据生成R、L、C阻抗频率特性图
图4-7-10实测R、L、C元件阻抗频率特性
五、仿真与实测R、L、C元件的阻抗角
1.使用个人数据表值，信号设置为正弦波、峰值VP=2V、频率f=10kHZ，取样电阻为r=51Ω，仿真与实际测量时全部使用泰克示波器，将测量值填入表4-7-3。
2.计算公式：
使用仿真实验中的公式
3.将电阻、电容和电感的仿真与实测图分别插入到报告中指定位置。
表4.7.3R、L、C元件的阻抗角
实验数据
实验内容
L1/格
L2/格
/度
仿
真
数
据
R
5
0
0
L
4
1
90
C
5
1.13965
-82.05
实
测
数
据
R
4
0
0
L
4
1
90
C
4
1
-90
4.仿真与实测图
电阻元件阻抗角的仿真与实测图（正弦波、f=10kHz、Vp-p=4V）
图4-7-11电阻元件阻抗角的仿真
图4-7-12电阻元件阻抗角的实测
电感元件阻抗角的仿真与实测图（正弦波、f=10kHz、Vp-p=4V）
图4-7-13电感元件阻抗角的仿真
图4-7-14电感元件阻抗角的实测
电容元件阻抗角的仿真图和照片（f=10kHzVp-p=4V）
图4-7-15电容元件阻抗角的仿真
图4-7-16电容元件阻抗角的实测
六、实验结论：
1.用实验数据、测量图和得到的特性曲线，说明电阻元件上电压与电流的相位关系以及电阻元件阻抗与频率之间的关系。
答：
电阻元件的电压和电流同相位，即
ui=0°。
电阻阻抗不随频率的变化而变化。
2.用实验数据、测量图和得到的特性曲线，说明电感元件上电压与电流的相位关系以及电感元件阻抗与频率之间的关系。
答：
电感元件的电压和电流有相位差，且电压比电流超前90°，即
ui=90°。
电感的感抗随频率的改变而改变，当频率变高时，感抗越大。
3.用实验数据、测量图和得到的特性曲线，说明电容元件上电压与电流的相位关系以及电容元件阻抗与频率之间的关系。
答：
电容元件的电压和电流有相位差，且电压比电流滞后90°，即
ui=-90°。
电容的容抗随频率的改变而改变，当频率变高时，容抗越小。
六、
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