欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:12603599
大小:276.00 KB
页数:6页
时间:2018-07-18
《实验4 rlc电路的稳态特性》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验4 RC、RL、RLC电路的稳态特性【实验目的】1.观测RC、RL、RLC串联电路的幅频特性和相频特性。2.学习用双踪示波器测量位相差。【仪器用具】TDS2012数字示波器、FG-506A型功率函数信号发生器、YB2173B数字交流毫伏表、电容、电感、电阻箱、接线板等。【原理概述】在RC、RL和RLC串联电路中,若加在电路两端的正弦交流信号保持不变,则当电路中的电流和电压变化达到稳定状态时,电流(或某元件两端的电压)与频率之间的关系特性称为幅频特性;电压、电流之间的位相差与频率之间的关系特性称为相频特性。下面分三种串联电路来分析。1.RC串联电路RC串联电路如图1所示。根据图形可
2、得: (1)由(1)式可得到电路的总阻抗、电流的有效值、电阻两端电压的有效值、电容两端电压的有效值,以及电路电压与电流之间的位相差分别为: (2) (3) (4)89 (5) (6)若电压有效值保持不变,根据(4)(5)两式可画出、幅频特性曲线,如图2所示。图 1 图 2从图2可以看出,电阻和电容两端电压、都是频率(即)的函数,它们都是随着频率的改变而改变。当频率很低()时,电源电压主要降落在电容上;当频率很
3、高()时,电源电压主要降落在电阻上。我们可以利用RC电路的这种幅频特性组成各种滤波电路。根据(6)式可画出相频特性曲线,如图3所示。从图3知道,当频率很低时,趋于,当频率很高时,趋于0,即电流与电压同位相。为负值表示电流的相位超前于电源电压的相位。我们可以利用RC电路的这种相频特性,组成各种移相电路。 图 3 2.RL串联电路 RL串联电路如图4所示。根据图形中各相量关系可得: (7) 89 由(7)式可得到电路的总阻抗、电流的有效值、电阻两端电压的有效值、
4、电感两端电压的有效值、以及电路电压与电流之间的位相差分别为:图 4 图 5 (8) (9) (10) (11) (12)若电压有效值保持不变,根据(10)(11)两式可画出、幅频特性曲线,如图5所示。从图5可以看出,电阻和电感两端电压、都是频率(即)的函数,它们都是随着频率的改变而改变。当频率很低()时,电源电压主要降落在电阻上;当频率很高()时,电源电压主要降落在电感上。我们可以利用RL 图 6电路的这种幅频特性组成各种滤
5、波电路。根据(12)式可画出RL电路的相频特性曲线,如图6所示。89从图6知道,当频率很低时,趋于0,即电流与电压同相位;当频率很高时。趋于。为正值表示电压的相位超前于电流的相位。同样,我们可以利用RL电路的这种相频特性,组成移相电路。 3.RLC串联电路 图 7 图 8RLC串联电路的幅频特性已在《RLC电路的谐振现象》实验中学习过,现在简单重温它的相频特性。串联电路如图7所示,电源电压与电流之间的位相差为: (13)当时,,电源电压与电流的相位相同,电路呈电阻性,整个电路处于
6、谐振状态,此时(或),这个频率称为谐振圆频率。当时,,电源电压的相位超前于电流,电路呈电感性,随的增大而增大,趋于无穷大时,趋近于。当时,,电源电压的相位落后于电流,电路呈电容性,随的减小而减小,趋于0时,趋近于。随(即)的变化曲线如图8所示。 图 989【实验内容】图9为连接仪器用具的电路板。用函数信号发生器正弦波输出作为实验信号源。连接测量仪器时,要将所有仪器的“接地线”(黑色的接线夹)接到接线柱“2”上,作为公共端。测量RC、RL幅频特性时,双针交流毫伏表左通道的两条输入导线分别接到“1”、“2”两个接线柱上,其读数作为监测信
7、号源的输出电压,实验要求对于各个不同的测量频率信号源的输出电压U要始终保持不变。毫伏表右通道的两条导线分别接到电路板“5”、“2”两个接线柱上。测量时,双刀双掷开关K拨向上方,毫伏表右通道测出电阻R两端的电压,拨向下方,测出电容(或电感)两端的电压(或);做RC、RL、RLC相频特性实验时,示波器CH1通道接到“1”、“2”两个接线柱上,用于显示输入信号电压的波形,CH2通道接到“5”、“2”两个接线柱上,开关K固定拨向上方(为什么?),用于显示电阻上电压
此文档下载收益归作者所有