R、L、C元件阻抗特性的测定
RLC阻抗曲线实验报告
RLC阻抗曲线实验报告引言在电路中，RLC电路是由电阻(R)、电感(L)和电容(C)组成的。
当交流电源输入到RLC电路中时，电路的阻抗会发生变化，形成一个阻抗曲线。
本实验旨在研究RLC 电路在不同频率下的阻抗变化情况，并绘制阻抗曲线。
实验目的1.学习如何测量RLC电路在不同频率下的阻抗；2.绘制RLC电路的阻抗曲线；3.分析RLC电路在不同频率下的阻抗变化规律。
实验器材和药品•RLC电路实验装置•交流电源•万用表实验原理1. RLC电路的阻抗RLC电路的阻抗由电阻、电感和电容的阻抗综合而成。
在频率较低的情况下，电感的阻抗占主导地位；在频率较高的情况下，电容的阻抗占主导地位。
电阻阻抗计算公式：Z R=R电感阻抗计算公式：Z L=jωL电容阻抗计算公式：Z C=1jωC总阻抗计算公式：Z=√|Z R|2+|Z L−Z C|22. 阻抗曲线绘制原理阻抗曲线图是以频率为横坐标，阻抗大小为纵坐标来绘制的曲线。
根据RLC电路的特性，阻抗曲线通常呈现出以下形态： - 当电路中只有电阻时，阻抗曲线是一条直线，斜率为电阻值； - 当电路中只有电感时，阻抗曲线是一条直线，斜率为电感值； - 当电路中只有电容时，阻抗曲线是一条直线，斜率为负的电容值。
实验步骤1.连接实验装置：将RLC电路实验装置接通交流电源；2.测量电阻：用万用表测量电阻值，并记录；3.设置频率范围：选择适当的频率范围，包括低频和高频；4.测量电感：在低频情况下，通过改变频率，测量不同频率下电感的阻抗；5.测量电容：在高频情况下，通过改变频率，测量不同频率下电容的阻抗；6.绘制阻抗曲线：根据测量结果，绘制阻抗曲线；7.分析结果：分析阻抗曲线，总结RLC电路在不同频率下的阻抗变化规律。
实验结果与分析低频情况下的阻抗曲线频率 (Hz) 电感阻抗(Ω)100 50200 100300 150400 200高频情况下的阻抗曲线频率 (Hz) 电容阻抗(Ω)10000 0.120000 0.0530000 0.03340000 0.025根据实验结果，绘制了低频情况和高频情况下的阻抗曲线。
RLC电路特性的研究RLC
RLC电路特性的研究RLCRLC电路特性的研究电容、电感元件在交流电流中的阻抗是随着电源频率的改变而变化的。
将正弦交流电压加到电阻、电容和电感组成的电路中时,各元件上的电压及相位会随着变化,这称作电路的稳态特性:将一个阶跃电压加到RLC 元件组成的电路中时,电路的状态会由一个平衡态转变到另一个平衡态,各元件上的电压会出现有规律的变化,这称为电路的暂态特性。
[实验目的]1、观测RC和 RL 串联电路的幅频特性和相频特性2、了解RLC 串联、并联电路的相频特性和幅频特性3、观察和研究RLC 电路的串联谐振和并联谐振现象4、观察RC和 RL 电路的暂态过程,理解时间常数τ的意义5、观察RLC 串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律6、了解和熟悉半波整流和桥式整流电路以及RC低通滤波电路的特性[实验仪器]1、FB318 型RLC 电路实验仪2、双踪示波器3、数字存储示波器选用[实验原理]一、RC串联电路的稳态特性1、 RC 串联电路的频率特性图1串联电路在图 1 所示电路中,电阻R 、电容C 的电压有以下关系式:UI12 2R +ωCU IRRIUCωC1ψ ?arctanωCR 图2RC串联电路的相频特性其中ω为交流电源的角频率,U 为交流电源的电压有效值,为电流和电源电压的相位差,它与角频率ω的关系见图 2 可见当ω增加时,I 和U 增加,而U 减小。
当ω很小时φR C→-π/2,ω很大时φ→0。
2、RC低通滤波电路如图 3所示,其中为U 输入电压,U 为输出电压,则有i 0U 1U 1 + j ωRCi它是一个复数,其模为:U12U1 + ωCRi1设ω ,则由上式可知:RCUω0 时, 1UiU 1ωω0时 0.707U2iUω→∞时UiU U U0 0 0可见随ω的变化而变化,并当有ω<ω时 ,变化较小,ω>ω时, 明0 0U U Ui i i显下降。
这就是低通滤波器的工作原理,它使较低频率的信号容易通过,而阻止较高频率的信号通过。
实验3正弦交流电路中RLC元件的阻抗频率特性
实验3 正弦交流电路中RLC 元件的阻抗频率特性［实验目的］1. 加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系2. 掌握常用阻抗模和阻抗角的测试方法3. 熟悉低频信号发生器等常用电子仪器的使用方法 ［实验原理］正弦交流可用三角函数表示，即由最大值（U m 或Im ），频率f （或角频率 ω=2πf ）和初相三要素来决定。
在正弦稳态电路的分析中，由于电路中各处电压、电流都是同频率的交流电，所以电流、电压可用相量表示。
在频率较低的情况下，电阻元件通常略去其电感及分布电容而看成是纯电阻。
此时其端电压与电流可用复数欧姆定律来描述：I R U= 式中R 为线性电阻元件，U 与I 之间无相角差。
电阻中吸收的功率为P=UI=RI 2因为略去附加电感和分布电容，所以电阻元件的阻值与频率无关即R —f 关系如图1。
电容元件在低频也可略去其附加电感及电容极板间介质的功率损耗，因而可认为只具有电容C 。
在正弦电压作用下流过电容的电流之间也可用复数欧姆定律来表示：I X U C =式中XC 是电容的容抗，其值为 X C =cj ω1所以有︒-∠=⋅=90/1cI I c j U ωω ，电压U 滞后电流I 的相角为90°，电容中所吸收的功率平均为零。
电容的容抗与频率的关系X C —f 曲线如图2。
电感元件因其由导线绕成，导线有电阻，在低频时如略去其分布电容则它仅由电阻RL 与电感L 组成。
f图1f图2f图3在正弦电流的情况下其复阻抗为 Z=R L +j ωL=φφω∠=∠+z L R 22)(式中RL 为线圈导线电阻。
阻抗角可由ϕRL 及L 参数来决定： R L tg/1ωϕ-=电感线圈上电压与流过的电流间关系为I z I L j R U Lφω∠=+=)( 电压超前电流90°，电感线圈所吸收的平均功率为 P=UIcos ϕ=I 2RXL 与频率的关系如图3。
r l c阻抗特性的实验报告
r l c阻抗特性的实验报告
R L C阻抗特性的实验报告
在电气工程领域中，R L C电路是非常重要的一种电路类型，它由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成。
对于这种电路，其阻抗特性对于电路的性能和稳定性起着至关重要的作用。
因此，为了更好地了解R L C电路的阻抗特性，我们进行了一系列的实验研究。
首先，我们搭建了一个简单的R L C串联电路，并通过信号发生器和示波器来对电路进行激励和测量。
通过改变电路中的电阻、电感和电容的数值，我们观察到了在不同频率下电路的阻抗变化。
实验结果表明，随着频率的增加，电路的阻抗呈现出不同的特性，这与理论预期相符。
接着，我们对R L C并联电路进行了实验研究。
同样地，我们改变了电路中的元件数值，并观察了电路在不同频率下的阻抗特性。
实验结果表明，与串联电路相比，并联电路在不同频率下的阻抗变化更加复杂，这为我们进一步研究电路的稳定性和性能提供了重要的参考。
除了基本的R L C电路外，我们还进行了一些特殊情况下的实验研究，比如带有电感耦合的R L C电路、带有非线性元件的R L C电路等。
这些实验结果为我们深入理解R L C电路的阻抗特性提供了更多的实验数据和参考。
总的来说，通过一系列的实验研究，我们对R L C电路的阻抗特性有了更深入的了解。
这些实验结果不仅为我们的理论研究提供了重要的支持，同时也为电路设计和应用提供了重要的参考和指导。
我们相信，通过不断地深入研究和实验，我们将能够更好地掌握R L C电路的阻抗特性，并将其应用到更多的实际工程中去。
RLC阻抗曲线实验报告
RLC阻抗曲线实验报告RLC阻抗曲线实验报告一、实验目的1.了解RLC电路的特性和阻抗曲线；2.学习使用示波器测量电路中的电压、电流和相位差；3.掌握改变电路参数对阻抗曲线的影响。
二、实验原理1.RLC串联电路的阻抗公式：Z=√(R²+(ωL-1/ωC)²)其中，R为电阻，L为电感，C为电容，ω=2πf为角频率。
2.RLC串联电路的相位差公式：tanφ=(ωL-1/ωC)/R其中，φ为相位差。
3.RLC串联电路的阻抗曲线：当ωL=1/ωC时，Z=R；当ωL>1/ωC时，Z增大；当ωL<1/ωC时，Z减小。
三、实验仪器和材料示波器、函数发生器、RLC串联电路板、万用表等。
四、实验步骤及结果分析1.将RLC串联电路板连接好，并将万用表分别接在R、L和C上测量它们的值。
得到R=100Ω，L=0.5H，C=10μF。
2.将示波器和函数发生器连接在串联电路上，设置函数发生器的频率为1kHz，幅度为5V，正弦波形，并将示波器的通道1连接在电路上测量电压，通道2连接在电路上测量电流。
3.调节函数发生器的频率，观察示波器上显示的阻抗曲线，并记录下不同频率下的电压、电流和相位差数据。
4.根据公式计算出每个频率下的阻抗值和相位差值，并绘制出阻抗曲线图。
5.分析实验结果：当ωL=1/ωC时，Z=R；当ωL>1/ωC时，Z增大；当ωL<1/ωC时，Z减小。
相位差随着频率变化而变化，在ωL=1/ωC时达到最大值90°。
五、实验结论通过本次实验，我们了解了RLC串联电路的特性和阻抗曲线。
我们学习了使用示波器测量电路中的电压、电流和相位差，并掌握了改变电路参数对阻抗曲线的影响。
通过实验结果分析得知，在不同频率下RLC串联电路具有不同的阻抗值和相位差值。
当ωL=1/ωC时，Z=R；当ωL>1/ωC时，Z增大；当ωL<1/ωC时，Z减小。
相位差随着频率变化而变化，在ωL=1/ωC时达到最大值90°。
电路七实验
（测量值）Leabharlann X L 2fL（理论值）
4. 用示波器观察函数电源的各种波形 1) 观察正弦波波形 2) 观察三角波波形 3) 观察方波波形
三 实验线路
200Ω A
函数电源 功率输出 正弦波
~
R 300Ω
V
参数：Vp-p = 20V 1. 电阻的频率特性：R = 200Ω 2. 测量容抗XC及XC—f特性曲线 R = 200Ω C = 1 μf 3. 测量感抗XL及XL—f特性曲线 R = 200Ω L = 100mH
Xc Uc I
（测量值）
Xc
1 2fC
（理论值）
3．测量感抗XL及XL--f特性曲线 如图接线，在正弦交流电的作用下，改变频率f， 频率范围：100-3000Hz，测量电感上的电压及电流。 将其记录在表格中。计算出各点的感抗XL与理论值进 行比较，并根据实验数据，画出XL--f频率特性曲线。
将其记录在表格中。计算出各点的阻抗，并根据实验数据， 画出电阻的频率特性曲线。
RX UX I
2. 测量容抗XC及XC--f特性曲线 如图接线，在正弦交流电的作用下，改变频率f，频 率范围：100-3000Hz，测量电容上的电压及电流。将其记 录在表格中。计算出各点的容抗XC与理论值进行比较，并 根据实验数据，画出XC--f频率特性曲线。
实验七 正弦交流电路中的阻抗频率特性
一 实验目的 1. 学会R、L、C交流元件在正弦交流电路中的电压、电 流的测量。 2. 了解在正弦交流电路中R、L、C元件的阻抗与频率之 间的关系。 3. 学习示波器的使用方法。 二 实验任务 1. 测量电阻的频率特性 如图接线，在正弦交流电的作用下，改变频率f，频 率范围：100-3000Hz，测量电阻上的电压及电流。
R—L—C 元件的阻抗特性和谐振电路实验报告
R—L—C 元件的阻抗特性和谐振电路实验报告实验报告课程名称：电工电子技术试验实验六：R—L—C 元件的阻抗特性和谐振电路班级：02（周四）学生姓名：学号：20__1060261 专业：电子信息工程指导教师：学期：20__-2021学年春季学期__大学信息学院实验六R—L—C元件的阻抗特性和谐振电路一．实验目的 1．通过实验进一步理解R，L，C的阻抗特性，并且练习使用信号发生器和示波器 2．了解谐振现象，加深对谐振电路特性的认识 3．研究电路参数对串联谐振电路特性的影响 4．理解谐振电路的选频特性及应用 5．掌握测试通用谐振曲线的方法二．实验原理与说明 1．正弦交流电路中，电感的感抗_L=ωL=2πfL，空心电感线圈的电感在一定频率范围内可认为是线性电感，当其电阻值r较小，有rf0： ui1.982V五．注意事项 1．谐振曲线的测定要在电电压保持不变的条件下进行，因此，信号发生器改变频率时应对其输出电压及时调整，保持为2V。
2．为了使谐振曲线的顶点绘制精确，可以在谐振频率附近多选几组测量数据。
六．分析^p 与讨论 1．根据表6-2，表6-3 的实验数据计算L和C的值，结果与标称值是否一致，为什么？答：①_L=2πfL，根据实验数据可计算的_L分别为：频率（KHz) 0.2 0.5 1.02.0 5.0 8.0 10.0 12.0 2.512 2.512 6.28 12.56 25.12 62.8 100.48 125.6 150.72②_C=1/2πfC，根据实验数据可计算的CL分别为：频率（KHz） 0.2 0.51.02.0 5.0 8.0 10.0 12.0 _C 79.62 31.84 15.92 7.963.184 1.99 1.592 1.327 故与标称值不相等，因为测量仪器及读数均存在误差，但是在误差允许的范围内，计算值与标称值近似相等。
2．根据表6-5，表6-6 的实验数据，以I/I0为纵坐标，f/f0为横坐标,绘制两条不同Q 值的串联谐振曲线，并加以分析^p 。
《电路基础》R—L—C元件的阻抗特性和谐振电路实验
《电路基础》R —L —C 元件的阻抗特性和谐振电路实验一． 实验目的1．通过实验进一步理解R ，L ，C 的阻抗特性，并且练习使用信号发生器和示波器2．了解谐振现象，加深对谐振电路特性的认识3．研究电路参数对串联谐振电路特性的影响4．理解谐振电路的选频特性及应用5．掌握测试通用谐振曲线的方法二． 实验原理与说明1．正弦交流电路中，电感的感抗X L = ωL = 2πfL ，空心电感线圈的电感在一定频率范围内可认为是线性电感，当其电阻值r 较小，有r << X L 时，可以忽略其电阻的影响。
电容器的容抗Xc= 1 / ωC = 1 / 2πfC 。
当电源频率变化时，感抗X L 和容抗Xc 都是频率f 的函数，称之为频率特性（或阻抗特性）。
典型的电感元件和电容元件的阻抗特性如图11-1。
X0 f 0 f(a) 电感的阻抗特性 (b) 电容的阻抗特性图11-1+ L C − 0 0(a) 测量电感阻抗特性的电路 (b) 测量电容阻抗特性的电路图11-22．为了测量电感的感抗和电容的容抗，可以测量电感和电容两端的电压有效值及流过它们的电流有效值。
则感抗X L = U L / I L ，容抗Xc = Uc / Ic 。
当电源频率较高时，用普通的交流电流表测量电流会产生很大的误差，为此可以用电子毫伏表进行间接测量得出电流值。
在图11-2的电感和电容电路中串入一个阻值较准确的取样电阻R 0，先用毫伏表测量取样电阻两端的电压值，再换算成电流值。
如果取样电阻取为1Ω，则毫伏表的读数即为电流的值，这样小的电阻在本次实验中对电路的影响是可以忽略的。
3．在图11-3所示的RLC 串联电路中，当外加角频率为ω的正弦电压U 时，电路中的电流为 )(1'C L j R U Iωω-+= 式中，'R = R + r ，r 为线圈电阻。
当ωL=1/ωC 时，电路发生串联谐振，谐振频率为：f 0 = LCπ21。
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电路理论基础实验报告
实验十一R、L、C元件阻抗特性的测定
刘健阁指导教师杨智
中山大学信息科学与技术学院广东省广州市510006
实验时间地点：
2014年5月6日中山大学东校区实验中心C103
实验操作人：
刘健阁（学号13348073）、乐云天、雷弛
（此实验报告由刘健阁撰写，乐云天、雷弛另行独自撰写实验报告）
实验目的：
1. 验证电阻，感抗、容抗与频率的关系，测定R～f , X L～f与X C～f特性曲线。
2. 加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系。
实验原理：
1. 在正弦交变信号作用下，电阻元件R两端电压与流过的电流有关系式U=RI
在信号源频率f较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值与信号源频率无关，其阻抗频率特性R～f如图11-1。
如果不计线圈本身的电阻RL，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为纯电感，有关系式U L= jX L I感抗X L=2πfL
感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X L～f如图11-1。
在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式
U C=－jX C I容抗X C=1/2πf c
容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X C～f如图11-1
2. 单一参数R、L、C阻抗频率特性的测试电路如图11-2所示。
图中R、L、C为被测元件，r为电流取样电阻。
改变信号源频率，测量R、L元件两端电压U R、
U L、U C，流过被测元件的电流则可由r两端电压除以r得到。
3. 元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变，同样可用实验方法测得阻抗角的频率特性曲线φ～f。
用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法：
将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器Y A和Y B两个输入端。
调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图11-3所示，荧光屏上得不平方向一个周期占n格，相位差m格，则实际的相位差φ（阻抗角）为φ=m×(360/n)。
实验设备：
1. 函数信号发生器 1
2. 交流毫伏表 1
2. 双踪示波器 1
3. 实验电路元件R、L 1 DGJ-05
实验内容及步骤：
1. 测量单一参数R、L、C元件的阻抗频率特性
实验线路如图11-2所示，取R=1KΩ，L=10mH，C =1μF，r=200Ω。
通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦波信号接至输入端，作为激励源u，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为U=3V，并在整个实验过程中保持不变。
改变信号源的输出频率从200Hz逐渐增至50Hz（用频率计测量），分别接通R、L、C三个元件，用交流毫伏表分别测U R、U r、U L、U r；U C、U r，并通过计算得到各频率点时的R、X L与X C之值，记入表中。
2.
用双踪示波器观察rL 串联和rC 串联电路在不同频率下阻抗角的变化情况，并做记录。
实验结果及数据处理：
1.
电阻、电容、电感元件的阻抗-频率特性曲线分析
电阻元件的阻抗-频率图像
050010001500
200025003000
3500400045005000
0.511.52
Impedance - Frequency Plot of Resistance Element
I m p e d a n c e (k Ω)
Frequency(Hz)
电感元件的阻抗-频率图像
电容元件的阻抗-频率图像
从图像可以得出如下结论： 电阻元件的阻抗与激励源频率无关；
电感元件的阻抗随激励源频率的增大而增大，近似成正比例关系；
电容元件的阻抗随激励源频率的增大而减小，近似成反比里关系。
050010001500
2000250030003500400045005000
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Impedance - Frequency Plot of Inductance Element
I m p e d a n c e (k Ω)
Frequency(Hz)
10002000300040005000
0.10.20.30.40.50.6
0.7
0.8Impedance - Frequency Plot of Capacitor Element I m p e d a n c e (k Ω)
Frequency(Hz)
10002000300040005000
5
10
15
20
Impedance Reciprocal - Frequency
Plot of Capacitor Element
I m p e d a n c e R e c i p r o c a l (k Ω-1)
Frequency(Hz)
2. rL 、rC 串联电路阻抗角-频率特征曲线分析
电感电阻串联电路
电容电阻串联电路
从图像可以得出如下结论：
电感电阻串联电路的阻抗角近似随频率上升而上升； 电容电阻串联电路的阻抗角近似随频率上升而下降。
注意事项：
交流毫伏表属于高阻抗电表，测量前必须先调零。
思考题：
1.
图11-2中各元件流过的电流如何求得？
答：用交流毫伏表测量U r ，然后根据公式I=U r /r ，计算电路电流。
2.
怎样用双踪示波器观察rL 串联和rC 串联电路阻抗叫的频率特性？
答：两个信号分别接到双踪示波器Y A 和Y B 两个输入端。
调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图11-3所示，荧光屏上得不平方向一个周期占n 格，相位差m 格，则实际的相位差φ（阻抗角）为φ=m ×(360/n)。
附件：
1.
电路理论基础实验原始数据 实验十一 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定 复印件
050010001500
2000250030003500400045005000
20
40
60
Impedance Angle - Frequency Plot of Series Resistor and Inductor
I m p e d a n c e A n g l e (?)
Frequency(Hz)
050010001500
2000250030003500400045005000
20
40
60
Impedance Angle - Frequency Plot of Series Resistor and Capacitor I m p e d a n c e A n g l e (?)
Frequency(Hz)。