RLC正弦交流电路参数测量实验报告
【RLC正弦交流电路参数测量】实验报告
【实验目的】
1. 熟悉正弦交流电的三要素,熟悉交流电路中的矢量关系;
2. 学习用示波器观察李萨尔图形的方法;
3. 掌握R,L,C元件不同组合时的交流电路参数的基本 测量方法。
【实验摘要(关键信息)】
1.在面包板上搭接R、L、C的并联电路;
2、将R、L并联,测量电压和电流的波形和相位差,计算电路的功率因素。
3、将R、C并联,测量电压和电流的波形和相位差,计算电路的功率因素。
4、将R、L、C并联,测量电压和电流的波形和相位差,由相位差分析负载性质。计算功率因素。
【实验原理】
1. 正弦交流电的三要素
初相角:决定正弦量起始位置;
角频率:决定正弦量变化快慢
幅值:决定正弦量的大小。
2. 电路参数
在正弦交流电路的负载中,可以是一个独立的电阻器、电感器或电容器,也可以由他们相互组合(以串联为例)。电路里元件的阻抗特性为
当采用交流电压表、电流表和有功功率表对电路测量时(三表法),可用下列计算公式来表述Z与P、U、I相互之间的关系:
负载阻抗的模︱Z︱;负载回路的等效电阻;
负载回路的等效电抗;
功率因数cosφ;电压与电流的相位差φ
当φ>0时,电压超前电流;当φ<0时,电压滞后电流。
3.矢量关系:基尔霍夫定律在电路电路里依然成立,有和,可列出回路方程与节点方程。
【电路图】
电路图1
电路图2
电路图3
【实验环境(仪器用品等)】
面包板,示波器,1KΩ电阻,47Ω电阻,导线,函数发生器,10mH电感,0.1μF电容
【实验操作】
1. 分别按照电路图1、2、3在面包板上连接电路;
2. 调节函数发生器,使其通道1输出频率为1KHz,峰峰值为5V的正弦波;
3. 示波器校准,通道1接入函数发生器输出的信号,通道2接入通过47Ω小电阻的信号,两通道地线要接在一起;
4. 调节示波器,使其为李萨尔图形,观察两波形相位差,记录数据并分析。
【实验数据与分析】
1. R、L并联
测量值 | V max1(V) | V max2(V) | △V(v) | T (-)(ms) | T (+)(us) | T(ms) |
CH1 | 1.78 | -1.82 | 3.6 | -1.26 | -256 | 1 |
CH2 | 0.94 | -0.940 | 1.88 | -1.12 | -120 | 1 |
测量值 | V 1(V) | V 2(V) | △V(V) |
△Y1 | 1.00 | -1.01 | 2.01 |
△Y2 | 0.460 | -0.340 | -0.800 |
测量计算值:输出与输入信号电压差为0.398,相位差为φ21.7;示波器读数φ22.53,误差为3.6%
输入波滞后于输出波。
【结论】
1. 一开始实验时,观察到的李萨尔图形居然是一条线段,输入跟输出信号波形间居然没有相位差,检查后才发现是电容器坏了,没有起到作用,换了一个电容器后才看到正常的实验现象。在实验过程中,要注意电器元件的特性,小心保护好接触角,以免造成仪器损坏,甚至实验失败。
2.
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/38d0a4ee9a6648d7c1c708a1284ac850ad0204da.html
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