RC串联电路特性测试实验常见问题解析
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竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告篇一:RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告_-_4(1)《电路原理》实验报告实验时间:20XX/5/17一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的1.测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。
2.观察串联谐振现象,了解电路参数对谐振特性的影响。
1.R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数,即:Z?R?j(?L?1)?Zej??c三、实验原理当?L?1时,电路呈现电阻性,us一定时,电流达最大,这种现象称为串?c联谐振,谐振时的频率称为谐振频率,也称电路的固有频率。
即?0?1Lc或f0?12?LcR无关。
图4-12.电路处于谐振状态时的特征:①复阻抗Z达最小,电路呈现电阻性,电流与输入电压同相。
②电感电压与电容电压数值相等,相位相反。
此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍,Q称为品质因数,即Q?uLuc?0L11ususR?0cRRc在L和c为定值时,Q值仅由回路电阻R的大小来决定。
③在激励电压有效值不变时,回路中的电流达最大值,即:I?I0?usR3.串联谐振电路的频率特性:①回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性,表明其关系的图形称为串联谐振曲线。
电流与角频率的关系为:I(?)?us1??R2??L???c??2?us0??R?Q2?0??I00??1?Q2?0?2当L、c一定时,改变回路的电阻R值,即可得到不同Q 值下的电流的幅频特性曲线(图4-2)图4-2有时为了方便,常以?I为横坐标,为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I下降越厉害,电路的选择性就越好。
I0为通用幅频特性),图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。
回路的品质因数Q越大,在一定的频率偏移下,为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念,把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即:bw??2?1??0?0由图4-3看出Q值越大,通频带越窄,电路的选择性越好。
rc串联电路实验报告实验目的:通过实验研究RC串联电路的基本特性,包括RC 电路的充放电过程以及等效电路的建立。
实验器材:电源、电流表、电压表、电阻器、电容器、开关、导线等。
实验原理:RC串联电路由电阻和电容器串联而成。
当电源接通后,电源正极的电荷经过电阻器进入电容器充电,直到电容器两极间电压达到电源电压。
此时电容器开始放电,电荷从电容器正极经过电阻器到电源负极,直到电容器两极间电压降低到零。
实验步骤:1. 搭建RC串联电路,将电源正极与电容器的正极相连,电容器的负极与电阻器相连,电阻器的另一端与电源负极相连。
2. 将电流表串联到电阻器上,将电压表并联到电容器上。
3. 调节电源电压为适当值,记录电压表和电流表的读数。
4. 关闭电源,并记录电容器放电后电压的变化情况。
实验结果:1. 充电过程:在电源开启后,电容器的电压逐渐增加,直到达到电源电压。
电流表显示的电阻器电流逐渐减小。
2. 放电过程:在关闭电源后,电容器的电压逐渐减小,直到降低到零。
电流表显示的电阻器电流逐渐减小。
实验分析:根据实验结果,可以得出以下结论:1. RC串联电路的充电过程和放电过程都是指数形式的变化。
2. 充电过程中,电容器的电压与时间之间存在指数关系。
充电过程可以用以下公式表示:V(t) = V(0) * (1 - e^(-t/RC)),其中V(t)为时间t内电容器的电压,V(0)为初始电压,R为电阻值,C为电容值。
3. 放电过程中,电容器的电压与时间之间也存在指数关系。
放电过程可以用以下公式表示:V(t) = V(0) * e^(-t/RC),其中V(t)为时间t内电容器的电压,V(0)为初始电压,R为电阻值,C为电容值。
结论:通过本实验,我们学习了RC串联电路的特性,包括充放电过程和等效电路的建立。
我们了解到在RC串联电路中,电容器的电压随时间变化的规律。
实验结果与理论分析基本一致,验证了RC电路方程的正确性。
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12.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=ϕ (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ϕ。
信号发生器3.研究全通电路的传输特性参照图2,方法同上,将图22.5中u、u2分别送到示波器Y1、Y2输入端。
rc串联电路实验报告导言RC串联电路是一种常见的电路拓扑结构,由电阻(Resistor)和电容(Capacitor)两个元件串联而成。
本实验旨在研究RC串联电路的动态响应特性,并探讨电容充放电的过程。
实验目的1. 理解RC串联电路的工作原理和特性。
2. 掌握测量电压、电流、电阻和电容等基本电路参数的方法。
3. 通过实验数据分析和处理,验证实验中所学的理论知识。
实验器材和仪器1. 电源2. 变阻器3. 电压表4. 电流表5. 示波器6. 电阻箱7. 电容器实验原理RC串联电路的时间恒定常数(RC时间常数)是一个重要概念。
它代表电容器充放电所需的时间,计算公式为RC,其中R为电阻的阻值,C为电容器的电容量。
在实验中,我们通过改变电阻的阻值和电容器的电容量来观察电路的响应变化。
实验步骤1. 连接实验电路:将电阻和电容器串联连接,接入电源。
2. 设置示波器:将示波器与电路连接,调整示波器的垂直和水平刻度。
3. 测量电路参数:使用电压表和电流表分别测量电阻和电容器的电压、电流值,并记录数据。
4. 改变电阻阻值:通过调节变阻器的阻值,将电阻阻值改变到不同的数值,再次测量并记录数据。
5. 改变电容大小:更换不同容量的电容器,重复步骤3和4。
实验结果与分析1. 在固定电容容量下,随着电阻阻值的增加,电路的充放电过程的时间常数相应增大。
这是因为电阻的增加会限制电路中电流的流动速度,导致电容充放电过程变慢。
2. 在固定电阻阻值下,随着电容容量的增大,电路的充放电过程时间常数相应增大。
电容容量的增加使得电容器具有更多的吸收和储存电荷的能力,因此充放电过程变慢。
3. 通过测量的电压和电流值,可以计算得到电路中的电阻值和电容值,并与实际元件参数进行比较。
如果测量值与理论值相差较大,则可能存在实验误差或元件损坏。
实验总结通过本次实验,我更深入地了解了RC串联电路的工作原理和特性。
在实验过程中,我掌握了测量电路参数的方法和技巧,并能够利用实验数据进行分析和处理。
rc电路特性实验报告RC电路特性实验报告摘要:本实验旨在研究RC电路的特性,通过实验测量和分析RC电路的充放电过程,探讨电容器和电阻器在电路中的作用。
实验结果表明,RC电路的充放电过程符合指数衰减规律,电容器和电阻器的作用对电路的充放电过程有重要影响。
引言:RC电路是由电阻(R)和电容(C)组成的电路,是电路中常见的一种基本电路。
RC电路在电子电路中有着重要的应用,如滤波器、时序电路等。
本实验旨在通过实验测量和分析RC电路的特性,探讨电容器和电阻器在电路中的作用。
实验方法:1. 搭建RC电路,将电容器和电阻器串联连接,接入直流电源。
2. 使用示波器测量电路中电压的变化,记录充放电过程的波形。
3. 改变电容器和电阻器的数值,观察电路的充放电过程的变化。
实验结果与分析:通过实验测量得到的充放电过程的波形表明,电路中的电压随着时间的变化呈指数衰减的规律。
在充电过程中,电容器的电压逐渐增加,而在放电过程中,电容器的电压逐渐减小。
电容器和电阻器的数值的改变会影响电路的充放电过程,电容器的数值增大会使得充电过程变慢,而电阻器的数值增大会使得放电过程变慢。
结论:通过本次实验,我们对RC电路的特性有了更深入的了解。
我们发现,电容器和电阻器在电路中起着重要的作用,它们决定了电路的充放电过程的时间常数和波形特性。
因此,在实际应用中,需要根据具体的需求选择合适的电容器和电阻器的数值,以达到期望的电路特性。
总结:本实验通过实验测量和分析RC电路的特性,探讨了电容器和电阻器在电路中的作用。
实验结果表明,RC电路的充放电过程符合指数衰减规律,电容器和电阻器的作用对电路的充放电过程有重要影响。
这些研究成果对于电子电路的设计和应用具有重要的指导意义。
实训项目九 RC串联电路中电压、电流的测试与波形观察实训目的●学会使用万用表测量交流电压和电流。
●学会使用示波器观察两个同频率正弦交流电压波形的相位关系。
任务一认识并搭接电路1.电路组成RC串联电路如图7-3-12所示,电路由交流电、开关、电容和电阻串联组成。
2.元器件识别与检测3.本实训项目所需元器件并不多,实训前读者可对应表7-3-1逐一进行识别。
3.搭接电路按图7-3-12所示RC串联电路原理图在面包板上搭接好电路,RC串联电路实物图如图7-3-13所示(也可在电工实验、实训台上搭接)。
任务二万用表测电路总电压和各分电压1.加“lkHz、3V”交流信号操作步骤:①将“1kHz、3V”交流信号加到RC串联电路两端,电路正常工作。
②选择万用表的挡位与量程,拔到交流10 V挡。
③用万用表分别测电阻两端电压UR 、电容两端电压Uc和电路两端总电压U,并把测量结果填入表7-3-2中。
④用万用表的交流电流挡测电路中的电流,并把测量结果填入表7-3-2中。
2.加“1 kHz、5V”交流信号操作步骤:①将“1 kHz、5V"交流信号加到RC串联电路两端,电路正常工作。
②、③、④的操作步骤同上,并把测量结果填入表7-3-2中。
任务三用双踪示波器观察UR与u的波形操作步骤:①校正好示波器。
②在面包板上搭接好电路,加“1 kHz、3V"交流信号。
和电路两端③将示波器CH1、CH2通道的探头分别接电阻R两端电压UR的总电压u,如图7-3-14所示。
小提示:两个探头的接地端应接在同一电位端,即电阻R与电源相连的一端。
与u的波形图,并分别计算④在同一坐标中(如图、7-3-15所示)画出UR其幅值和周期。
与u的相位关系。
并说明电路中电流i与电压u的相位关系如⑤试分析UR何?任务四实训小结(1)将“RC串联电路中电压、电流的测试与波形观察”的操作方法与步骤、收获与体会及实训评价填入“实训小结表”(参考附录2所示)。
一、实验任务1.检测与作业(1)RC暂态过程中,时间常数τ的意义是:CA.从t=0 经过一个τ的时间电容电压达到稳态值。
B.从t=0 经过一个τ的时间电容电压增加到稳态值的36.8% 。
C.从t=0 经过一个τ的时间电容电压增加到稳态值的63.2% 。
(2)PSpice软件为瞬态分析“Time Domain(Transient)”提供了专用激励信号波形,其中电压峰峰值为4V、周期为2ms的方波信号电源设置正确的是:DA. B. C. D.(3)PSpice进行动态电路仿真分析时,线性时变电源的上升时间下降时间不可以设为0,否则系统将自动设定一个值,导致波形失真。
解决的方法是:AA.设一个足够小值如1ns B.设一个足够大值C.设一个固定值如1s(4)下图的黑色和红色探针测量的电压是:R1两端电压。
(5)输出结果显示曲线如下图所示,根据标尺数据显示框的数值或标尺的标示,测试点的仿真结果为电源频率为4786.3Hz时,电阻R1的2接线端电压值957.633mV 。
(6)仿真电路的瞬态特性分析输出结果中,扫描变量是 N1、N3两点电压 。
输出结果波形中节点N1的参数为:周期 2.0ms ,电压峰峰值 4.0V 。
(7)填空:仿真实验中若使0.01μF C 为可调变量,应将C 改为 全局变量{c} 参数。
(8)通过硬件实验视频学习资料4-1的学习,说明电路实验室测量RC 暂态电路时间常数的方法。
连接好电路,在示波器观察到输出电压随时间变化的曲线后,测量电压从0上升至电源电压值的63.2%所需要的时间。
2. RC 电路暂态过程的研究实验室硬件电路如图1所示。
其中,输入信号S ()u t 为方波,其峰峰值为6V ,频率为1000Hz 。
试用仿真分析方法完成如下实验任务:Time0s1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms6.0msV(N3)V(N1)-4.0V0V4.0V_图1(1)绘制仿真电路图,设计并调整电路参数,使其5000R =Ω,电容设置为Global 参数,调节范围为0.002μF ~1μF C =,观测S ()u t 、C ()u t 和C ()i t 的波形,记录仿真结果,分析说明不同时间常数对C ()u t 波形的影响。
RC电路(一)RC串联、并联电路详解由电阻R和电容C组成的电路称为阻容电路,简称RC电路,这是电子电路中十分常见的一种电路,RC电路的种类和变化很多,需要认真学习,深入掌握。
RC串联电路下图所示是RC串联电路,RC串联电路由一个电阻R1和一个电容C1串联而成。
在串联电路中,电容C1在电阻R1后面或前面是一样的,因为串联电路中流过各元器件的电流相同。
RC串联电路电流特性1)电流特性由于电容的存在,电路中是不能流过直流电流的,可以流过交流电流,所以这一电路常用于交流电路中。
2)综合特性这一串联电路具有纯电阻串联和纯电容串联电路综合起来的特性。
在交流电流通过这一电路时,电阻和电容对电流都存在着阻碍作用,其总的阻抗是电阻和容抗之和。
电阻对交流电的阻值不变,既不受交流电的频率和幅值影响,但是电容的容抗随交流电的频率而变化,所以RC串联电路总的阻抗是随频率而变化的。
2、RC串联电路阻抗特性下图所示是RC串联电路的阻抗特性曲线。
图中x轴为频率,y轴为电路阻抗。
从曲线中可以看出,曲线在f0处改变,这一频率称为转折频率,这种RC串联电路只有一个转折频率。
在进行RC串联电路的阻抗分析时,要将输入信号频率分为两种情况。
输入信号频率f大于转折频率f0.下图是输入信号频率高于转折频率时的示意图,当输入信号频率大于转折频率时,整个RC串联电路总的阻抗不变了,其大小等于R1,这是因为当输入信号频率高到一定程度后,电容C1的容抗几乎为零,可以忽略不计,而电阻R1的阻值是不随频率变化而变化的,所以此时无论频率是否变化,总的阻抗等于R1并保持不变。
输入信号频率小于转折频率下图是输入信号频率小于转折频率时的示意图。
由于输入频率变低,电容C1容抗变大,大到与电阻R1的值相比不能忽略的地步,所以此时要考虑C1容抗。
当输入信号频率低到一定程度时,C1的容抗在整个RC串联电路中起决定性作用。
从曲线可以看出,随着频率降低,C1容抗越来越大,所以该电路总的阻抗是R1的阻值和C1的容抗之和,在频率为零时,因为电容C1对直流电流呈现开路状态,所以该电路的阻抗为无穷大。
观测RLC串联电路的幅频特性和相频特性周鹏(辽宁石油化工大学教育实验学院0902)摘要:分别通过实验手段记录RC和RL及RLC串联电路电幅值和相位随频率变化的规律曲线路的电压幅值和相位随频率变化的规律曲线,观察电路的幅频特性和相频特性,并求得RLC电路的谐振频率和品质因数。
关键词:RLC串联电路,幅频特性,相频特性Observation RLC series circuit of amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristicsChengZhigang(Liaoning university education experimental college 0902) Abstract:through the experiment method respectively record RC and RL and RLC seriescircuit electricity amplitude and phase on frequency and change rules curve road voltage amplitude and phase on frequency and change rules curve, observation of the circuit amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristics, and get RLC circuit resonant frequency and quality factor.Keywords:RLC series circuit, amplitude frequency characteristics, phase frequencycharacteristics引言电容元件在交流电路中的阻抗会随电源频率的改变而变化的。