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RLC 阻抗特性的测量两种实验方法比较张学文;司佑全【摘要】In this paper ,the impedance characteristics of inductance and capacitance are measured respectively by using the methods of the field measurement and the virtual ground measurement .By analysis and comparison , the authors find that the error between the value of the measured impedance and impedance angle and the value of theoretical calculations is great by use of the method of the field measurement , while the corresponding error is small by use of the method of the virtual ground measurement .%分别采用实地法和虚地法测量电感、电容的阻抗特性，通过分析比较，发现采用实地法测量电感、电容的阻抗特性，所测得的阻抗、阻抗角测量值与理论计算值相比较误差较大；而采用虚地法测量电感、电容的阻抗特性，所测得的阻抗、阻抗角测量值与理论计算值相比较误差较小。
【期刊名称】《湖北师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】5页(P83-87)【关键词】阻抗测量;实地测量法;虚地测量法;阻抗特性【作者】张学文;司佑全【作者单位】湖北师范学院文理学院，湖北黄石 435002; 湖北师范学院物理与电子科学学院，湖北黄石 435002;湖北师范学院文理学院，湖北黄石 435002; 湖北师范学院物理与电子科学学院，湖北黄石 435002【正文语种】中文【中图分类】TM934.1RLC元件阻抗特性的测量是电路分析实验必做实验之一[1～2]，按照文[1]- [2]所示实地法测量，发现所得阻抗、阻抗角测量值与理论计算值相比较误差较大[3]。
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°。
rlc串联电路的阻抗测定RLC串联电路是由电阻、电感和电容三个元件按照一定的顺序连接而成的电路。
在电子学中，RLC串联电路是一种重要的电路结构，广泛应用于各种电子设备和电路中。
在RLC串联电路中，电阻、电感和电容分别起到了不同的作用。
电阻是电流通过时的阻碍元件，电感是储存能量的元件，电容则是储存电荷的元件。
这三个元件相互串联连接，形成了一个闭合的电路。
在实际应用中，我们经常需要测定RLC串联电路的阻抗。
阻抗是电流通过时对电压的阻碍程度，是一个复数，包括实部和虚部。
测定RLC串联电路的阻抗可以帮助我们了解电路的特性和性能，并进行相应的设计和调试。
测定RLC串联电路的阻抗可以通过计算或实验方法来实现。
计算方法是根据电路的参数和特性，利用数学公式进行计算得出阻抗值。
实验方法则是通过实际测量电路中的电流和电压值，然后根据测量结果计算得出阻抗值。
在进行RLC串联电路阻抗测定时，我们需要注意以下几个步骤：1. 确定电路的参数：首先需要确定电路中的电阻、电感和电容的数值。
这些数值可以通过元件的标识或使用测试仪器进行测量得到。
2. 进行测量：接下来需要使用测试仪器测量电路中的电流和电压值。
可以使用万用表、示波器等测试仪器进行测量。
3. 计算阻抗：根据测量结果，可以利用公式计算得出RLC串联电路的阻抗值。
具体计算方法可以根据电路的特性和参数进行选择。
4. 分析结果：最后需要对测得的阻抗结果进行分析和判断。
可以比较测得的阻抗值与预期值进行对比，判断电路是否正常工作。
除了以上步骤外，还可以通过改变电路中元件的数值或顺序来观察阻抗的变化情况。
这样可以帮助我们更好地理解RLC串联电路的特性和性能。
总之，RLC串联电路的阻抗测定是一个重要的任务，可以帮助我们了解电路的特性和性能。
通过合理选择测量方法和分析结果，可以更好地设计和调试电子设备和电路。
《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。
1实验七 RLC 串联谐振电路的研究一、实验目的（1）测定RLC 串联电路的谐振频率，加深对其谐振条件和特点的理解。
（2）测量RLC 串联电路的幅频特性、通频带和品质因数Q 值。
二、实验原理1．RLC 串联谐振在图7-1所示的RLC 串联电路中，电路的复阻抗：1()L C Z R j L R j R jX Z X X Cw j w 骣÷ç=+-=+-=+= ÷ç÷ç桫电路的电流：ss1U U I ZR j L C w w 贩·==骣÷ç+-÷ç÷ç桫改变输入正弦交流信号的频率（w ）时，电路中的感抗、容抗都随之改变，电路的电流大小和相位也发生了变化。
当RLC 串联电路的总电抗为零，即10L Cw w -=时，电路处于谐振状态。
此时Z R =，S U ·与I ·同相。
谐振角频率：0w =0f =显然，电路的谐振频率0f 与电阻值无关，只与L 、C 的大小有关。
当0f f <时，电路呈容性，阻抗角0j <；当0f f =时，电路处于谐振状态，阻抗角0j =，电路呈电阻性，此时电路的阻抗最小，电流0I 达到最大；当0f f >时，电路呈感性，阻抗角0j >；2．品质因数Q当RLC 串联谐振时，电感电压与电容电压大小相等，方向相反，且有可能大于电源电压。
电感（或电容）上的电压与信号源电压之比，称为品质因数Q ，即0C L 0S S 1L U U Q R RCU U w w =====L 、C 不变时，不同的R 值可得到不同的Q 值。
3．幅频特性和通频带RLC 串联电路的电流大小与信号源角频率的关系，称为电流的幅频特性，其表达式为RU SU SU RU图7-1 RL C 串联电路2I ==电流I 随频率f 变化的曲线，如图7-2所示。
实验报告_RLC_电路特性的研究实验报告：RLC电路特性的研究一、实验目的1.理解和掌握RLC电路的基本工作原理。
2.研究电阻、电感和电容对电路特性的影响。
3.学习使用电压表、电流表和示波器来分析和记录电路的特性。
二、实验原理RLC电路是由电阻（R）、电感（L）和电容（C）三种元件组成的电路。
电阻、电感和电容在电路中的特性可以用以下公式描述：1.欧姆定律：V=IR2.基尔霍夫定律：I(Σ)=I1+I2++In=03.广义的RC电路传递函数：Vout=Vo/(1+sCR)4.广义的RL电路传递函数：Vout=Vo*(1+sLR)5.并联RLC电路的阻抗：Z=R+j(ωL-1/ωC)三、实验步骤1.准备材料：电阻器、电感器、电容器、电源、电压表、电流表、示波器。
2.搭建RLC电路：根据电路图连接电阻、电感器和电容器。
3.测量电压和电流：使用电压表和电流表测量电源电压、电阻两端的电压、电感两端的电压和电容两端的电压。
4.记录数据：在不同的频率下重复步骤3，并记录数据。
5.分析数据：根据实验数据，分析电阻、电感器和电容器对电路特性的影响。
6.调整并重复：根据实验结果，调整电阻、电感器和电容器的值，并重复步骤3-5。
四、实验结果与分析1.电阻对电路特性的影响：实验数据表明，电阻可以消耗能量，减小电压和电流的幅度，并且影响电路的相位。
在低频时，电阻的影响较大；而在高频时，电阻的影响相对较小。
2.电感对电路特性的影响：实验结果显示，电感可以存储能量，并且改变电流的相位。
当频率较低时，电感对电流的相位影响较小；而当频率较高时，相位的影响逐渐增大。
在低频时，电感对电流的幅度影响较小；而在高频时，电流幅度下降明显。
3.电容对电路特性的影响：实验结果表明，电容可以存储能量，并且改变电压的相位。
在频率较低时，电容对电压的相位影响较小；而在高频时，相位的影响逐渐增大。
在低频时，电容对电压的幅度影响较小；而在高频时，电压幅度下降明显。
实验十一 R、L、C元件阻抗特性的测定实验成员：班级：整理人员：实验十一 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定一、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。
二、原理说明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 ••=I R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，电阻元件的阻值信号源频率无关，其阻抗频率特性R~f 如图9-1。
如果不计线圈本身的电阻R L ，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为电感，有关系式I jX ULL••=感抗 fL XLπ2=感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X L ~f 如图9-1。
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I jXUCC••-= 容抗 fCX C π21=容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X C ~f 如图9-1.f图 9-1C图9-22．单一参数R 、L 、C 阻抗频率特性的测试电路如图9-2所示。
途中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 、C 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9-3所示，荧光屏上数的水平方向一个周期占n 格，相位差占m 格，则实际的相位差φ（阻抗角）为 度n360m ︒⨯=φ图13-3三、实验设备四、实验内容1．测量R 、L 、C 元件的阻抗频率特性。
实验线路如图9-2所示，取R=1KΩ，L=10mH，C=μF，r=200Ω。
电路基础实验实验十一_R、L、C元件阻抗特性的测定实验十一 R、L、C元件阻抗特性的测定实验成员：班级：整理人员：实验十一 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定一、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。
二、原理说明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 ••=I R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，电阻元件的阻值信号源频率无关，其阻抗频率特性R~f 如图9-1。
如果不计线圈本身的电阻R L ，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为电感，有关系式I jX ULL••=感抗 fL XLπ2=感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X L ~f 如图9-1。
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I jX UCC••-= 容抗 fCXCπ21= 容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X C ~f 如图9-1.f图 9-1C图9-22．单一参数R 、L 、C 阻抗频率特性的测试电路如图9-2所示。
途中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 、C 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9-3所示，荧光屏上数的水平方向一个周期占n 格，相位差占m 格，则实际的相位差φ（阻抗角）为 度n360m ︒⨯=φ图13-3三、实验设备四、实验内容1．测量R 、L 、C 元件的阻抗频率特性。
