RLC稳态特性(最新)
实验9 RLC 电路的稳态特性（补充资料） 【实验内容】——（补充内容）
1．RLC 串联电路幅频特性的测定
测量幅频特性的电路如图1所示，元件取R=10Ω，C ≈0.010μF 、L ≈10mH ，在九孔万能板上连接测量电路（画出测量电路图）。
示波器CH1通道测量信号源“A ”（或“50Ω”）接口输出的正
弦信号电压U S ，用示波器的CH2通道测出频率f 从10KH Z 到20KH Z 变化约11～15个值时电阻R 两端的峰峰电压值U R P-P ；注意：每次调好f 后，要调信号源的“幅度”调节旋钮，使示波器的显示“信号源输出波形”通道的波形峰峰电压为U S P-P =1.00V （保持不变），然后才能测量U R P-P 。列表记录各f 点对应的测量数据U R P-P 和计算数据I P-P 。
根据谐振频率f 0的实验值f 0实和计算值f 0理，求出谐振频率的相对误差E f 0 。 （必做内容） 在坐标纸上，绘制RLC 回路的幅频特性曲线I —f 图。在图线上，分别标出谐振频率的实验值f 0实和通频带宽f 1、f'2频率；计算RLC 回路的通频带?f 0.7 = f'2- f 1 和品质因数Q =f 0实/ ?f 0.7。 （必做内容）
（选做内容）将电阻元件改为R= 51Ω，测量各f 对应的U R P-P 、I P-P 的测量数据。在上面内容的同一张坐标纸上，另绘制R= 51Ω时的RLC 回路的幅频特性曲线。
2．RLC 串联电路相频特性的测定 （必做内容）
取R =10Ω，f 从13KH Z 到19KH Z 变化约11个值，用双踪示波器同时测量U S 与U R 两波形之间的相位差?t 。列表记录f 、?t 的测量数据，求出各测量点的? 。绘制RLC 回路的相频特性曲线? — f 图。
3．品质因数Q 的测定 （选做加分内容）
品质因数Q 的测量电路如图2所示，按图连接电路（画出测量电路图），调节信号源的正弦信号频率为RLC 回路的谐振频率f 0，取信号源输出峰峰电压U S =1.00V ，R =10Ω，测出谐振时电容两端电压U C0，求出RLC 回路的品质因数Q （= U C0/ U S ）。
【注意事项】
1．信号源U S 不能短路，即信号发生器“输出端口”所连接的信号线的红、黑接头绝对不能相碰而短路。
2．交流电路中，两个同时被测量的交流电压要共地（即三条信号线的黑夹子要同时连接于共地端点；在内容1、2，待测电阻R 的a 端为U S 与U R 共地点；在内容3，待测电容C 的b 端为U S 与U C 共地点）。
3．每次改变信号源的频率 f 后，都必须先调节信号源的“幅度”调节旋钮，使信号源输出信号波形电压U S 保持不变。
4．在谐振频率f 0两侧附近的f 测量点要选密些，使测量图线光滑、完整，以便实验分析。
5．在调节信号源的“频率”（或“幅度”）调节旋钮前，应先选好信号源显示器内的光标位置，以便在适当的范围内调节；在调节旋钮时，动作要轻而缓慢，逐步调节到需要的频率 f （或U S ）值。
6．RLC 串联回路在谐振时，在电阻、电容、电感元件两端的电压同时都有最大值；注意：若要测量谐振时的电容（或电感）电压，示波器的偏转因数（或电表的电压量程）应适当选择较大的量程，以便观测（或以免损坏电表）。
图2 测量RLC 回路品质因数的电路图
图1 测量幅频、相频特性的电路图
共地点
【实验数据记录和数据处理】——参考格式 1．RLC 串联电路幅频特性的测定
实验条件：R =10Ω，C = μF= F ，L = mH= H ；电源U S P-P =1.00V （保持恒定）
谐振频率的实验值f 0实= KHz ，相对误差=
?=%1000
理
实
理
-f
f
f
E f
= %
在坐标纸上，绘制RLC 回路的幅频特性I —f 图，在图中标出f 0、f 1、f 2的位置和大小值，并在图中标出通频带?f 0.7实对应的I 大小值和位置。
RLC 回路的通频带?f 0.7实= f 2 - f 1 = = （KHz ）。 （以上是必做内容）
（选做内容）R =51Ω时，绘出RLC 回路的幅频特性曲线（方法同上）。
比较两条幅频特性图线，用数据分析：电阻R 的大小对RLC 回路的通频带和品质因数的影响。
2．RLC 串联电路相频特性的测定 （必做内容）
求出? 的正负值的大小；0
360
360
???=??=t f T t ?
，或t f ???=π?
2（π=3.142、单位“rad ”
） 绘制RLC 回路的相频特性曲线? — f 图，在图中分别标明电容性、电感性、电阻性的频率区域，从? — f 曲线体会RLC 串联电路的移相作用。
3．品质因数Q 的测定 （选做加分内容） 实验条件：R=10Ω，C = μF ，L = mH
调节RLC 回路的频率为谐振频率f 0= 时（即U C 波形幅度为最大幅度时），分别测量电源和电容两端的电压波形幅度的峰峰电压U S = V 、U C0= V 。
品质因数S
C U U Q 0=
= ，通频带Q
f f =
?实7.0= 。
【实验分析】
根据RLC 串联电路的幅频特性曲线图和品质因数，分析：电阻取10Ω、51Ω哪个滤波性能效果好。分析RLC 串联回路中R 的大小对品质因数、通频带、滤波性能的影响。
预习思考题 （课本P77预备问题 必须选做两题以上）
（1）提示：测量RLC 回路幅频特性时，信号源输出电压U S 必需保持不变。（为什么？） （2）提示：方法1、2：调节RLC 串联回路的频率f ，观测U S 、U R 波形，（内容 1）使U R 的波形幅度为最大幅度，或（内容2）使U S 、U R 的波形同相位时，此时回路的频率为RLC 串联回路的谐振频率f 0 。
方法3：内容 3观测U S 、U C 波形，调节频率并观测U C 的波形，使U C 的波形幅度为最大幅度时的频率为谐振频率。
方法4：观测U S 、U L 波形，调节频率并观测U L 的波形，使U L 的波形幅度为最大幅度时的频率为谐振频率。
思 考 题 （课本P81思考题 必须选做两题以上） 1．提示：U S 会变化。
RLC 串联回路的复阻抗Z 是随信号源的频率f 改变而改变，当复阻抗Z 改变，回路电流I 也改变，而信号源有内阻，则使信号源的输出电压U S 变化，而信号源显示的电压不是输出电压U S ；若f 改变，不调节信号源的“幅度”调节旋钮，输出信号的U S 是变化的。
补充思考题：
4．① 若用示波器的“△t 读数光标”法测量RLC 回路相频特性的△t 时，已调节好光标CH1的位置如图3-9-6所示，应该把光标CH2平移到什么位置点上？
② 要测量周期T ，若光标CH1的位置如图3-9-6所示，应该把光标CH2平移到什么位置点上？
③ 根据图3-9-6中的波形，判断U R 波形是超前于U S 波形，
还是落后于U S 波形？电路的电流I 是超前于S
U ，还是落后于图3-9-6
光标
光标CH2
13 5
46
89
U S 波形 a d f
h
i U R 波形
U ？
S
④电源频率为14.00KHz，测出△t=15.0μs时，
U 与I 之间的相位 是（正、负）多少？
S
《RLC电路的稳态特性研究》实验内容(最新版)
《RLC 电路的稳态特性研究》实验内容 1、根据给出的U SPP =1.00V 、R=10Ω或51Ω、L=10mH 、C=0.01μF 数值，计算 f 0 = ，U RPP0= ，I PP0= ， U C0= ， Q= ， (实验前预习做好)； 2、根测量电路原理图，搭接测量电路（要求8分钟搭接完）； 3、幅频特性测定 测量有关数据，记录于下表 表一 幅频特性测量 U (1)、连接好电路，把信号源输出档位选择旋钮置于10KHZ~100KHZ 正弦档位，打开信号源电源和示波器开关，调节示波器，以显示稳定的信号源和U R 上波形，按下示波器的MEASUR E →信号选择CH 1→电压测量→多功能旋钮→峰峰值→再按下电压测量后，在示波器显示屏下方显示信号源输出正弦电压峰峰值，调信号源输出幅值使()V u PP 00.11=，并保持不变（用示波器CH1通道监测）
（2），按下示波器的MEASUR E →信号选择CH 2→电压测量→多功能旋钮→峰峰值→再按下电压测量后，在示波器显示屏下方电阻R 两端正弦电压峰峰值 ()###2=PP u ，并保持不变（用示波器CH1通道监测），（3）、调节输入信号频率（根据预习时计算的谐振频率理论计算值做参考来调节电路谐振），使()###2=PP u 达到最大（用示波器CH2通道观测），记录这时的谐振频率值f 0，再测量谐振频率值下的U RPP0值； （4）根据上面测出的U RPP0值，计算0.707 U RPP0的值，调节输入信号频率，使()RPP PP U u 707.02=,找出相应的通频带的下限频率f 1和上限频率f 2值，记录下来； （5）调节输入信号频率，再接着测量谐振频率值f 0两旁其它不同频率值下（间隔kHZ f 1≈?）的U RPP 值。至少个5个点。 （6）根据R u I R /=分别算出各频率值下相应的I 值填入上表；（课后完成） （7）根据I U Z S = 分别算出各频率值下相应的Z 值填入上表；（课后完成） ● 注意：① f 取不同值时要保持示波器观测的U SPP =1.00V 不变；②U RPP 也可以用示波器的“间距测量法”或“光标测量法”测量。用光标法测量时，注意光标线1（较粗）和光标线2（较细）的区别，光标法给出的ΔU 和Δt 值是光标线2对光标线1所处位置的差值，否则会搞错正负。 4、相频特性测定 测量有关数据，记录于下表 表二 相频特性测量 U （1） 测试电路同幅频特性测量电路， （2） 测量前，先把两通道的波形图调到适中；在下面的测试中随时调节保持波形图适中. （3）、按下示波器的MEASUR E →信号选择CH 2→时间测量→多功能旋钮→相位→再按下时间测量后，在示波器屏下方显示，如0 56-=-A pha ，即为两通道正弦信号的相位差。照此方法，调节信号源频率，使相位差每间隔0 10≈??，记录一次频率和对应的相位差
RLC串联电路的稳态特性
实验报告RLC串联电路的稳态特性 物理科学与技术学院吴雨桥2013301020142 13级弘毅班 【实验目的】 1.观察、分析RLC串联电路中的相频与幅频特性，理解和具体应用此特性。 2.进一步学习用双踪示波器进行测量相位差。 【实验器材】 正弦信号发生器、毫伏表、双踪示波器、自感器、电容器、交流电阻箱。 【实验原理】 电流、电压的幅度与频率间的关系称为幅频特性；电流和电源电压间、各元件上的电压与电源电压间的相位差与电源的频率关系称为相频特性。电路的稳态就是该电路在接通正弦交流电源一段时间（一般为电路的时间常数的5至10倍）以后，电路中的电流i和元件上电压（UR,UC,UL）的波形已经发展到与电源电压的波形相同且幅值稳定的状态。 1.RC串联电路的幅频特性和相频特性 幅频特性：当ω→ 0时，UR → 0，UC → U; ω增大时，UR增大，UC 减小；ω→∞时，UR → U，UC → 0。 相频特性：ω低时用φR→π/2 ；ω高时φR→0；φC=-[π/2-|φ|];φ随ω增大从-π/2增至0。 等幅频率(截止频率): f ur=uc=1/2 π RC, 是高通滤波器的下界频，低
通滤波器的上界频。 2.RL串联电路的幅频特性和相频特性 幅频特性：当ω→ 0时，UL → 0，UR → U; ω增大时，UL增大，UR 减小；ω→∞时，UL → U，UR → 0。 相频特性：ω从0增大至∞时，φR 从0减小趋于-π/2，φ从0增大趋于π/2，φL从π/2减至0。 等幅频率(截止频率): f ur=uc=R/2 π L。 3.RLC串联电路的相频特性 谐振频率：φ =0，UR=U为极大值，f0 = 1/2π,电路为谐振态。相频特性：ω<ω0时，φ<0，电容性；ω>ω0时，φ>0，电感性；ω=ω0时，φ=0，纯电阻。 【实验内容】 1.测量并做出RC串联电路的幅频、相频曲线 （1）接好电路，并将仪器调至安全待测状态，然后接通各仪器的电源进行预热。 （2）调节信号源，使得f=500Hz ，U=3.0V ,并用毫伏表进行电压校准。（3）依次用电压表测出R、C上的电压UR、UC ，从示波器的李萨如图形上读出x 轴与图形相交的水平距离2x0 和图形在x 轴上的投影2X 。 （4）仿照前两步，依次测出其余f值条件下的UR 、UC 和φ值。 2.测量并做出RL串联电路的幅频、相频曲线 3.测量并做出RLC串联电路的相频曲线
实验二十二 RC、RL串联电路的稳态特性
127 实验22 RC 、RL 串联电路的稳态特性 一．目的要求 1.了解RC 及RL 串联电路的稳态特性。 2.观察RC 低通电路的滤波作用。 3.学习使用相位计测量相位差。 二．引言 在电工电路特别是在电子电路中，时常用RC 或RL 串联的分压电路来传输交流电压信号。如果给该串联的电路加上正弦交流电压，则经历一段暂态过程，电路中的电流和每个元件上的电压便稳定下来，称为稳定状态。在稳定状态下，以总电压为输入电压，以一个元件上的电压为输出电压，则输出电压与输入电压之比称为该电路的传输系数，它是复数。当输入电压频率改变时，传输系数的模和幅角也将随着改变。本实验将研究这种变化规律——电路的幅频特性和相频特性。 三．原理 1.RC 电路：高通与低通 见图1：若输出电压U1是从电阻R 上取的，称该电路为高通电路。若输出电压U2是从电容上取的，该电路为低通电路。 信号 发生器 图1 2.RC 全通电路 如右图2所示，当满足R 1C 1=R 2C 2 （3.1）条件时， 可以证明传输系数的模和幅角分别如下所示： 212R R R )2(+=U K (3.2) 0=? (3.3) 它们均与频率无关，故该电路为全通电路， 亦称脉冲分压电路。 3.RL 串联电路：RL 串联电路用得较少，这里不再讨论。 四．仪器用具 标准电阻（1K Ω），标准电容（0.1μF ），标准电感（0.1H ），双踪示波器，信号发生器，相位计。 五．实验内容 1.研究RC 高通、低通电路的传输特性 将图1电压U1、U2分别送至示波器1，2通道。信号发生器输出电压调为3伏左右。调出U1、U2波形。在信号发生器的输出为159.2Hz 、1592Hz 和15.92KHz 等频率下，分别测出荧光屏上U1和U2R 波形高度，再分别算出传输系数K 值。在上述每一个频率上，用相位计测出输出电压与输入电压之间的幅角?。 信号发生器
RLC稳态特性(最新)
实验9 RLC 电路的稳态特性（补充资料） 【实验内容】——（补充内容） 1．RLC 串联电路幅频特性的测定 测量幅频特性的电路如图1所示，元件取R=10Ω，C ≈0.010μF 、L ≈10mH ，在九孔万能板上连接测量电路（画出测量电路图）。 示波器CH1通道测量信号源“A ”（或“50Ω”）接口输出的正 弦信号电压U S ，用示波器的CH2通道测出频率f 从10KH Z 到20KH Z 变化约11～15个值时电阻R 两端的峰峰电压值U R P-P ；注意：每次调好f 后，要调信号源的“幅度”调节旋钮，使示波器的显示“信号源输出波形”通道的波形峰峰电压为U S P-P =1.00V （保持不变），然后才能测量U R P-P 。列表记录各f 点对应的测量数据U R P-P 和计算数据I P-P 。 根据谐振频率f 0的实验值f 0实和计算值f 0理，求出谐振频率的相对误差E f 0 。 （必做内容） 在坐标纸上，绘制RLC 回路的幅频特性曲线I —f 图。在图线上，分别标出谐振频率的实验值f 0实和通频带宽f 1、f'2频率；计算RLC 回路的通频带?f 0.7 = f'2- f 1 和品质因数Q =f 0实/ ?f 0.7。 （必做内容） （选做内容）将电阻元件改为R= 51Ω，测量各f 对应的U R P-P 、I P-P 的测量数据。在上面内容的同一张坐标纸上，另绘制R= 51Ω时的RLC 回路的幅频特性曲线。 2．RLC 串联电路相频特性的测定 （必做内容） 取R =10Ω，f 从13KH Z 到19KH Z 变化约11个值，用双踪示波器同时测量U S 与U R 两波形之间的相位差?t 。列表记录f 、?t 的测量数据，求出各测量点的? 。绘制RLC 回路的相频特性曲线? — f 图。 3．品质因数Q 的测定 （选做加分内容） 品质因数Q 的测量电路如图2所示，按图连接电路（画出测量电路图），调节信号源的正弦信号频率为RLC 回路的谐振频率f 0，取信号源输出峰峰电压U S =1.00V ，R =10Ω，测出谐振时电容两端电压U C0，求出RLC 回路的品质因数Q （= U C0/ U S ）。 【注意事项】 1．信号源U S 不能短路，即信号发生器“输出端口”所连接的信号线的红、黑接头绝对不能相碰而短路。 2．交流电路中，两个同时被测量的交流电压要共地（即三条信号线的黑夹子要同时连接于共地端点；在内容1、2，待测电阻R 的a 端为U S 与U R 共地点；在内容3，待测电容C 的b 端为U S 与U C 共地点）。 3．每次改变信号源的频率 f 后，都必须先调节信号源的“幅度”调节旋钮，使信号源输出信号波形电压U S 保持不变。 4．在谐振频率f 0两侧附近的f 测量点要选密些，使测量图线光滑、完整，以便实验分析。 5．在调节信号源的“频率”（或“幅度”）调节旋钮前，应先选好信号源显示器内的光标位置，以便在适当的范围内调节；在调节旋钮时，动作要轻而缓慢，逐步调节到需要的频率 f （或U S ）值。 6．RLC 串联回路在谐振时，在电阻、电容、电感元件两端的电压同时都有最大值；注意：若要测量谐振时的电容（或电感）电压，示波器的偏转因数（或电表的电压量程）应适当选择较大的量程，以便观测（或以免损坏电表）。 图2 测量RLC 回路品质因数的电路图 图1 测量幅频、相频特性的电路图 共地点
LRC电路的稳态特性
L R C 电路的稳态特性 实验目的 1：研究交流信号在LRC 串联电路中的相频和幅频特性； 2：学习使用双踪示波器,掌握相位差的测量方法； 3：复习、巩固交流电路中的矢量图解法和复数表示法。 实验仪器 音频信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、电阻箱、标准电感、标准电容器、数字频率计等。 实验原理 利用矢量图解的方法可以把简谐交流的峰值与矢量的大小相联系，相位或初相位与矢量的方向联系起来，因此它可以作为计算交流电路的一种有用而直观的方法。但在比较复杂的交流电路中却不容易得到对应的矢量图形。利用简谐量的复数法可以解决这些问题，还可以得到相应于交流电路的交流欧姆定律和和交流基尔霍夫定律的复数形式，对于纯电阻、纯电感和纯电容在交流电路上的作用可以用复抗阻Z 来表示。 本实验主要研究RC 和RL 串联电路中电压值随频率的变化规律（称幅频特性），电压与电流间的相位差随频率变化的规律（称为相频特性）。 一：RC 串联电路的幅频特性和相频特性 RC 串联电路如图ａ所示：由于交流电路中的电压和电流不仅有大小变化而且还有相位差别，因此常用复数及其几何表示—矢量法研究，由复电压（U ）与复变电流（I ）之比 得到的阻抗就复抗阻（Z ~ ）为 C j R Z ω1~ -=⑴，Z ~ 的辐角为 CR R C ωω?1arctan 1arctan -=? ???? ? ??- =⑵，其中阻抗幅值2 21|~|? ?? ??+==C R Z Z ω⑶ 另外由图ｂ所示：?为U 和I 之间的相位差，即 I U ???-= ⑷，由交流 欧姆定律可以得到如下关系式： b
IR U R =……⑸ 2 2 1? ? ? ??+=C R I U ω（总电压）......⑹ 2 11?? ? ??+= CR U U R ω（电阻R 两端的电压）......⑺ () 2 1CR U U C ω+= （电容C 两端的电压）......⑻ 根据⑶式可以画出︱Z ︱-ω曲线，如图C 所示 综上可知： ⒈总阻抗在低频时趋于无穷大，在高频时趋于R ，反映电容具有“高频短路，低频开路”的性质； ⒉根据⑵式可以画出ω?-曲线，如图D 所示。?表式RC 串联电路中的总电压落后于电流的相位，?随ω的增加逐渐趋于-π/2，利用相频特性可以组成各种相移电路； ⒊若总电压U 保持不变，根据⑺、⑻式可以画出幅频特性曲线，如图E ，由⑻式可知，在低频时，总电压主要降落在电容器两端，高频时电压主要降落在电阻两端。利用幅频特性可以把各种频率分开，组成各种滤波电路。 二：RL 串联电路的幅频特性和相频特性 C D E RC 串联电路的幅频、相频特性曲线
试验9RLC电路的稳态特性
实验7 分光计的调整与使用 1．本实验所用分光计测量角度的精度是多少？仪器为什么设两个游标？如何测量望远镜转过的角度？ 2．假设平面镜反射面已经和转轴平行，而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。 3．假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴，而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β，则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的？此时应如何调节？试画出光路图。 4.对分光计的调节要求是什么？如何判断调节达到要求？怎样才能调节好？ 5.是否对有任意顶角A的棱镜都可以用最小偏向角测量的方法来测量它的材料的折射率？为什么？ 6.在测角时某个游标读数第一次为343?56'，第二次为33?28'，游标经过圆盘零点和不 经过圆盘零点时所转过的角度分别是多少？ 7．在实验中如何确定最小偏向角的位置？ 8.测量三棱镜折射率实验中，从对准平行光管的位置开始转动望远镜，看到的折射谱线颜色排列顺序是什么？ 实验8迈克尔逊干涉仪的调整与使用 1. 试从形成条纹的条件、条纹特点、条纹出现的位置和测量波长的公式来比较牛顿环和等倾干涉同心圆条纹异同。 2. 等倾干涉图样与等厚干涉图样各定域在何处？ 3. 怎样准确读出可动反射镜M1的位置？ 4．迈克尔逊干涉仪中的补偿板、分光板各起什么作用？用钠光或激光做光源时，没有补偿板P2能否产生干涉条纹？用白光做光源呢？ 5．在迈克尔逊干涉仪的一臂中，垂直插入折射率为1.45的透明薄膜，此时视场中观察到15个条纹移动，若所用照明光波长为500nm，求该薄膜的厚度。 实验9 RLC电路的稳态特性 1．交流电路中，如何表示电压和电流的大小和相位的变化？ 2．什么是RLC串联谐振？ 3．什么是RLC串联电路的幅频特性曲线？根据幅频特性曲线怎样求通频带？ 4．什么是回路的品质因数? 5．什么是RLC回路的通频带？如何比较RLC回路的滤波性能？ 6．电路谐振时，电感、电容的电压与品质因数Q有什么关系？ 7．RLC串联电路的相频特性是什么？ 8．测量幅频特性时，当改变信号发生器输出信号频率，其输出信号幅度（电压）有否改变？为什么？ 9．使串联电路发生谐振的方法有几种？怎样确定电路呈电感性还是呈电容性？ 10. RLC串联电路中，已知电容C耐压（峰峰值）为50V，回路品质因数Q=100，为了保
实验十 R,L,C串联电路的稳态特性
实验十 R 、L 、C 串联电路的稳态特性 1153605程锋林 本实验着重研究RC 和RL 串联电路中的幅-频特性（电压值随频率变化的规律），以及输入信号的相-频特性（相位差随信号频率的变化规律）以及RLC 串联电路的相频特性。这些特性称为RLC 电路的稳态特性。 【实验目的】 1、观测RC 、RL 和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两个同频率信号的相位差实验方法。 【实验原理】 和直流电路一样，交流串、并联电路中电流和电压遵循同样的规律：串联电路中任何时刻通过各元件电流i 是一样的，而电路两端的总电压等于串联电路中各元件分电压之和；并联电路中各元件两端电压相等，而干路总电流等于各个支路电流之和。但是因为交流电路中各元件上的电学量之间存在相位差，所以用电表测出的有效值所呈现的并非如同直流电路一样的简单关系。下面采用矢量图解法来研究： 1、RC 串联电路的幅频特性和相频特性： 如下图所示： 在RC 回路中，以电流矢量为参考矢量，因为电容元件的特性所致，电容元件上的电压 的比i C U 位相总落后 2 ，所以有总电压： R U R U c C (图 a)
2 C 2R U U U += （1） 我们知道，R 、C 元件的阻抗分别为： R Z R = ，C 1 Z C ω= （2） 上式中ω代表交流正弦信号的频率。所以电路总阻抗为： 2 2C 1R Z ?? ? ??+=ω （3） 总电压与矢量电流之间的位相差ψ为： RC U U R C ωψ1 arctan -arctan =-= （4） 本次实验将利用所得结果和（1）式及（4）式比较，并计算百分差。 2、RL 串联电路的幅频特性和相频特性： 如下图所示： 在RL 回路中，因为电感上的电流不能突变，电感元件上的电压i 比L U 的位相总超前2 π ， 做出矢量图为图e,总电压： 2 L 2R U U U += （5） 总阻抗： ()2 2L R Z ω+= （6） 总电压与矢量电流之间的位相差ψ为：
同步发电机的稳态功角特性习题(精)
第2节 同步发电机的稳态功角特性 一、填空题 1、同步电机的功角θ有双重含义，一是 和 之间的夹角；二是 和 空间夹角。 2、同步发电机最大电磁转矩与 电抗有关，异步电机最大电磁转矩 与 电抗有关，而与转子 无关。 3、汽轮同步发电机稳定极限角θ ，水轮同步发电机稳定极限角 θ （填角度的大小范围） 二、选择题 1、对同步电机电磁转矩最大值起主要影响的电抗是（ ）。 （A ）定子漏抗δx ；（B ）同步电抗t x ;(C)电枢反应电抗a x ; 2、与无穷大电网并联运行的一台凸极式同步发电机,若失去励磁后,电机的最大电磁功率出 现在功角δ为（ ）。 (A)δ=0°(B)δ=45°(C)δ=90°(D)45°<δ<90° 3、发电机绕组中流过电流之后，就在绕组的导体内产生损耗而发热，这种损耗称为( )。 （A ）铁损耗；（B ）铜损耗；（C ）涡流损耗；（D ）其它损耗。 三、问答题 1、写出隐极同步发电机的有功功率角特性方程，并画出功角特性曲线。 2、同步发电机功率极限取决于什么？如何提高？ 3、同步发电机的功角在时间和空间上各有什么含义？ 四、计算题 设有一凸极式同步发电机，Y 接线，Ω=Ω=9.0,2.1q d x x ，和它相连的无穷大电网的线电 压为230V ，额定运行时024=N δ，每相空载电动势V E 5.2250=，求该发电机：1）在额 定运行时的基本电磁功率； 2）在额定运行时的附加电磁功率； 3）在额定运行时的总的电磁功率； 4）在额定运行时的比整步功率； 参考答案 一、填空题 1、主极轴线 气隙合成磁场轴线 空载电动势 端电压 2、同步 漏 电阻
实验22RC、RL串联电路的稳态特性
实验22 RC 、RL 串联电路的稳态特性 一．目的要求 1.了解RC 及RL 串联电路的稳态特性。 2.观察RC 低通电路的滤波作用。 3.学习使用相位计测量相位差。 二．引言 在电工电路特别是在电子电路中，时常用RC 或RL 串联的分压电路来传输交流电压信号。如果给该串联的电路加上正弦交流电压，则经历一段暂态过程，电路中的电流和每个元件上的电压便稳定下来，称为稳定状态。在稳定状态下，以总电压为输入电压，以一个元件上的电压为输出电压，则输出电压与输入电压之比称为该电路的传输系数，它是复数。当输入电压频率改变时，传输系数的模和幅角也将随着改变。本实验将研究这种变化规律——电路的幅频特性和相频特性。 三．原理 1.RC 电路：高通与低通 见图1：若输出电压U1是从电阻R 上取的，称该电路为高通电路。若输出电压U2是从电容上取的，该电路为低通电路。 信号 发生器 图1 2.RC 全通电路 如右图2所示，当满足R 1C 1=R 2C 2 （3.1）条件时， 可以证明传输系数的模和幅角分别如下所示： 212R R R )2(+=U K (3.2) 0=? (3.3) 它们均与频率无关，故该电路为全通电路， 亦称脉冲分压电路。 3.RL 串联电路：RL 串联电路用得较少，这里不再讨论。 四．仪器用具 标准电阻（1K Ω），标准电容（0.1μF ），标准电感（0.1H ），双踪示波器，信号发生器，相位计。 五．实验内容 1.研究RC 高通、低通电路的传输特性 将图1电压U1、U2分别送至示波器1，2通道。信号发生器输出电压调为3伏左右。调出U1、U2波形。在信号发生器的输出为159.2Hz 、1592Hz 和15.92KHz 等频率下，分别测出荧光屏上U1和U2R 波形高度，再分别算出传输系数K 值。在上述每一个频率上，用相位计测出输出电压与输入电压之间的幅角?。 信号发生器
RLC电路的稳态特性
实验34 RLC 电路的稳态特性 教学目标 重点与难点 实验内容 教学方法 教学过程设计 一．讨论 1．在交流电路中，RLC 串联电路具有什么特性和作用？ 在交流电路中，电阻值和频率无关，RLC 串联电路的电流与电阻电压是同相位；电容具有“通高频、阻低频”的特性；电感具有“通低频，阻高频”的特性。 RLC 串联电路具有特殊的幅频特性和相频特性，有选频和滤波作用。 2．交流电路中，如何表示电压和电流的大小和相位的变化？ 交流电路的电压．．和电流．． 有大小和相位的变化，通常用复数法及其矢量图解法来研究。 RLC 串联电路如图1所示，交流电源电压为S U ，则 C L R S U U U U ++= RLC 电路的复阻抗 回路电流 电流大小 与电流I 之间的相位（或S U 与电阻电压
R U 的相位）为RLC 串联回路相位?与电源频率f （f π?2=）有关。 3．什么是RLC 串联谐振？ RLC 串联电路中，当 电路的阻抗有最小值（Z=R ），电流有最大值电阻，这种现象称为RLC ．．．串联谐振．．．．。 4．什么是RLC 串联电路的幅频特性曲线？ RLC 串联回路电流 I 与电源的频率f （ω=2 πf ）有关，RLC 串联电路的I ―f 的关系曲线称为RLC 串联电路的幅频特性曲线，如图3所示。 5．什么是回路的品质因数? 谐振时，回路的感抗（或容抗）与回路的电阻之比称为回路的品质因数，以Q 表示， 或 6．什么是RLC 回路的通频带？如何比较RLC 回路的滤波性能？ RLC 串联幅频曲线如图3所示，将电流I =0.707I 0的两点频率f 1、f 2的间距定义 为RLC 回路的通频带?f 0.7， 当RLC 电路中L 、C 不变时，根据Q f f 07. 02= ?和R L Q 0ω=，电阻R 越大，则品质因数Q 越小，通频带2?f 0.7越宽，滤波性能就越差（如图3所示）。 7．电路谐振时，电感、电容的电压与品质因数Q 有什么关系？ 谐振时，电感与电容的电压有最大值，是电源电压的Q 倍，即 谐振时，电容和电感两端的电压比信号源电压U S 大Q 倍，有电压放大作用，要注 意元件的耐压。 8．RLC 串联电路的相频特性是什么？ RLC 串联电路的? - f 的关系曲线称为RLC 串联电路的相频特性曲线，如图4所示。