虚拟实验报告

实验名称：_____R,L,C元件与电路阻抗特性的测试____ _ ____ 班级:______________姓名：__________学号：_____ ___

一、实验目的

1. 验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R、L、C 元件阻抗的频率特性

曲线。

2. 测定R、L、C 元件阻抗角的频率特性曲线，理解R、L、C 元件端电压与

电流的相位关系。

3. 学会利用电压和电流的相位关系判断阻抗性质。

二、实验原理（参照指导书实验原理部分简要填写）

1. 阻抗的频率特性

在正弦交流信号作用下，电阻R 的阻值与频率无关，电感L 的感抗XL

与频率成正比，电容 C 的容抗XC与频率成反比

2. 电流的测量

如图9.2 所示，图中的r 是提供测量回路电流用的标准小电阻，由于r 的

阻值远小于被测元件的阻抗值，因此可以认为AB 之间的电压就是被测元件两

端的电压，流过被测元件的电流则可由r 两端的电压除以r 所得

3. 阻抗角的测量及其频率特性

元件的阻抗角（即相位差φ）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φ为纵坐标的坐标纸上，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。

4. 阻抗角与阻抗性质的关系

若阻抗角φ=0，电流与电压同相，电路或元件呈阻性；若φ＞0，电流滞

后电压φ，电路或元件呈感性；

若φ＜0，电流超前电压φ，电路或元件呈容性

三、实验内容（参照指导书实验内容部分简要填写）

1. 测量R、L、C 元件的阻抗频率特性按图9.2 绘制电路图，其中R=1k Ω、L=30mH、C=0.1uF，信号发生器输出正弦信号作为激励源，其频

率按表9.1 调节，激励电压的有效值为U＝2V，并保持不变。开关分别接通R=1kΩ、L=30mH、C=0.1uF 三个元件，测量各频率点时的Ur，并计算各频率点时的电流和R、XL、Xc 之值，记入表9.1 中

被测元

件

计算公式参数f/kHz 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 电阻R

/ U r/V

I R= Ur/R2I R/mA

R=U-Ur/I R R/kΩ

电容C

/ Ur/V

I C= Ur/R I c/mA

X C=

U-Ur/I C

Xc/kΩ

电感L

/ U r/V

I L= Ur/R I L/mA

X L=

U-Ur/I L

X L/kΩ

2. 测量R、L、C 元件阻抗角的频率特性按图9.11 绘制电路，激励源为

正弦信号，电压为峰峰值Up-p=6V。按表9.2 调节信号源的频率，用示波

器的CH1 和CH2 通道同时观察电压与电流的波形，测量R、L、C

三个元件在不同频率时的阻抗角，记入表9.2 中。注意：用光标测量法测量?x。

被测参

数参数

f/kHz 3 5 7 9 11

电阻R

△X

电感L

△X

电容C

△X

四、仿真电路图

φ=30.77°

五、数据记录和实验现象记录（自绘相关表格、粘贴实验结果）

被测元件计算公式

参数

f/kHz 1 1.5 2 3 4 5

电阻R / U r/V 0.058 0.058 0.058 0.058 0.058 0.058 I R= Ur/R2I R/mA 1.943 1.943 1.943 1.943 1.943 1.943 R=U-Ur/I R R/kΩ0.999 0.999 0.999 0.999 0.999 0.999

电容C / Ur/V 0.039 0.057 0.076 0.144 0.152 0.190 IC= Ur/R I c/mA 1.300 1.900 2.533 4.800 5.067 6.333 XC=

U-Ur/I C

Xc/kΩ 1.508 1.023 0.759 0.387 0.365 0.286

电感L / U r/V 0.311 0.208 0.157 0.105 0.079 0.063 IL= Ur/R I L/mA 10.367 6.933 5.233 3.500 2.633 2.100 XL=

U-Ur/I L

X L/kΩ0.163 0.258 0.352 0.541 0.729 0.922

六、数据处理和分析（根据实验指导书要求绘制相关曲线，总结一下虚拟实验和实际实验的区别）

虽然知道电路，电路元件，以及脉冲波。但是还是没有很好的完全掌握老师所教的知识。一开始觉得和高中的物理中的电路图没多大的区别，所以觉得自己会了，可是之后，却知道，是自己太疏忽了，有一些元件的功能，我都不知道，甚至有一些元件我几乎都没听说过。当然，还有电路中的误差，我也知道，实际中的电路和设计中的电路不是完全相同的。因为，在实际生活中，会遇到很多很多的因素，从而影响到电路的误差，比如温度，湿度，等等一系列的因素，要是事先没有纳入考虑范围的话，就可能造成很大的损失。所以说，虚拟电路设计，绝对是一个生活当中不可或缺的，非常实用的软件。