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实验四正弦交流电路分析一、实验目的1. 测定RLC串联交流电路各元件的参数。
2. 观察RLC串联交流电路中电压与电流的波形及相位关系，并测定相位差。
3. 加强正弦交流电路中电压、电流相量的概念。
二、实验原理正弦交流可用三角函数表示，即由最大值 或 ，，频率 （或角频率ω=2πf）和初相这三要素来决定。
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：式中R为线性电阻元件，U与I之间无相角差。
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。
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：式中 是电容的容抗，物理意义和电阻的阻值相同，其值为 。
所以有（）即电压滞后电流90°。
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和电感组成，在电路分析中，经常会忽略电阻值，作为纯电感来分析。
在正弦电压作用下流过电感的电流之间也可用复数欧姆定律来表示：式中是电感的感抗，物理意义和电阻、容抗相同，其值为 。
所以有（）即电压超前电流90°。
RLC串联电路中，各元件的电流相同，电源电压和各元件电压之间的关系是：三、实验内容1.测试电阻、电感和电容元件在正弦交流电路中的伏安特性信号源要求选用正弦交流电压源，工频电压，幅值为120V。
（1）电阻元件的伏安特性测试。
电路连接如图 2.27，其中交流电压源的添加，可以单击工具栏的信号源，选择SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE系列中的AC_VOLTAGE，放置在工作区后，双击图标即可在快捷菜单的参数栏修改交流电压源的参数。
图2.27 电阻元件伏安特性测量电路图2.28 选取交流电压源图2.29 修改电压源参数由于示波器只能观察电压，所以电路中串联一个1mΩ的电阻，电阻上的电压波形也就是电流波形。
《电工电子技术》课程标准一、课程说明课程名称：电工电子技术课程编号： PE121044_01所属系部：机电工程系学时： 96学分： 6适用专业：港口物流设备与自动控制课程性质：港口物流设备与自动控制专业必修课开发人员: 港口物流设备与自动控制专业教学团队二、课程性质与作用（一）课程性质本课程在港口物流设备与自动控制专业一年级上学期开设，是本专业一门重要的基础必修课程。
主要内容分四大类：第一类为电路分析基础，内容包括电路的基本概念和定律、电阻电路分析和正弦电路分析。
第二类为三相交流电路、磁路与变压器、电动机及其控制。
第三类为模拟电子技术，内容包括放大器件、基本放大电路分析和集成运算放大电路介绍。
第四类为数字电子技术，内容包括数字逻辑基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路分析与设计、时序逻辑电路分析与设计。
该课程将“电路基础”、“电动机控制”“模拟电子技术”及“数字电子技术”有机地融为一体。
使学生掌握较系统的电工理论知识，培养学生具有一定的电工实验技能，为进一步学习其他专业课打下基础（二）课程作用通过本课程的学习，让学生获得电工电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，为学习专业知识和职业技能打下良好基础，同时培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。
三、课程设计的理念与思路（一）课程设计理念注重以人为本的教学理念，培养学生个性发展；以理论与实验相结合，充分体会有关电基础知识的重要性；注重学科渗透，关注科技发展，有机结合时代的新产品；创造团结协作的氛围，提倡学习方式的多样化；从分析解决实际问题，提高学生应知能力；建立学习结果与学习过程并重的评价机制。
（二）课程设计思路本课程设计主要分模块以多媒体教学与实验教学相结合的教学方法。
根据各模块内容的特点施教，启发式教学贯穿始终。
本课程理论性较强，要求教师在教学过程中要充分重视课堂教学，重点放在引导学生如何面对一个电系统的整体角度下手分析问题并解决，引导学生能够解决应用上可能出现的问题。
正弦交流电路元件阻抗观测及参数测量实验总结正弦交流电路是电子工程中很常见的一种电路，它通常由电源、电阻、电容和电感等元件组成。
在实际应用中，我们需要对这些元件进行阻抗观测和参数测量，以便更好地了解电路的性质和特点。
下面，我们将详细介绍正弦交流电路元件阻抗观测及参数测量实验的总结。
一、正弦交流电路元件阻抗观测1. 电阻的阻抗观测电阻是最简单的电路元件之一，它的阻抗大小与电阻值成正比。
因此，测量电阻的阻抗只需要测量电阻值即可。
常用的电阻测量仪器有万用表和LCR表。
2. 电容的阻抗观测电容是由两个电极和介质组成的电路元件，它的阻抗大小与电容值、频率和信号波形有关。
测量电容的阻抗可以使用LRC表或者示波器等仪器。
在实验中，我们可以通过测量电容器的电压和电流，再通过公式计算出电容的阻抗。
3. 电感的阻抗观测电感是由线圈和磁芯等组成的电路元件，它的阻抗大小与电感值、频率和信号波形有关。
测量电感的阻抗可以使用LRC表或者示波器等仪器。
在实验中，我们可以通过测量电感器的电压和电流，再通过公式计算出电感的阻抗。
二、正弦交流电路元件参数测量1. 电阻的参数测量电阻有三个基本参数，分别是电阻值、功率和温度系数。
测量电阻值可以使用万用表或者LCR表等仪器。
功率可以通过电阻的外壳和颜色来判断。
温度系数可以通过电阻的材料和标志来判断。
2. 电容的参数测量电容有两个基本参数，分别是电容值和工作电压。
测量电容值可以使用LRC表或者示波器等仪器。
工作电压可以通过电容器的标志来判断。
3. 电感的参数测量电感有三个基本参数，分别是电感值、电感系数和电流饱和电流。
测量电感值可以使用LRC表或者示波器等仪器。
电感系数可以通过电感的材料和结构来判断。
电流饱和电流可以通过电感的标志和参数手册来判断。
总之，正弦交流电路元件阻抗观测及参数测量实验是电子工程中非常重要的一项实验。
在实际应用中，我们需要充分掌握各种电路元件的阻抗观测和参数测量方法，以便更好地进行电路设计和维护。
电⼯电⼦基础正弦交流电路分析教案项⽬⼆正弦交流电路分析任务1 正弦交流电路基本知识⼀、交流电的产⽣1、演⽰实验教师作演⽰实验，演⽰交流电的产⽣。
展⽰⼿摇发电机模型，介绍主要部件（对应学⽣设计的发电机原理图），进⾏演⽰。
第⼀次发电机接⼩灯泡。
当线框缓慢转动时，⼩灯泡不亮；当线框快转时，⼩灯泡亮了，却是⼀闪⼀闪的。
第⼆次发电机接电流表。
当线框缓慢转动时电流计指针摆动；仔细观察，可以发现：线框每转⼀周，电流计指针左右摆动⼀次。
表明电流的⼤⼩和⽅向都做周期性的变化，这种电流叫交流电。
2、分析——交流电的变化规律投影显⽰（或挂图）：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程。
(1)线圈平⾯垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度⽅向与磁感线平⾏，线圈中没有感应电动势，没有感应电流。
（教师强调指出：这时线圈平⾯所处的位置叫中性⾯。
中性⾯的特点：线圈平⾯与磁感线垂直，磁通量最⼤，感应电动势最⼩为零，感应电流为零。
）(2) 当线圈平⾯逆时针转过90°时（⼄图），即线圈平⾯与磁感线平⾏时，ab、cd边的线速度⽅向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最⼤，线圈中的感应电流也最⼤。
(3) 再转过90°时（丙图），线圈⼜处于中性⾯位置，线圈中没有感应电动势。
(4) 当线圈再转过90°时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度⽅向，跟线圈经过图（⼄）位置时的速度⽅向相反，产⽣的感应电动势⽅向也跟在（图⼄）位置相反。
(5) 再转过90°线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势。
分析⼩结：线圈abcd在外⼒作⽤下，在匀强磁场中以⾓速度ω匀速转动时，线圈的ab边和cd 边作切割磁感线运动，线圈产⽣感应电动势。
如果外电路是闭合的，闭合回路将产⽣感应电流。
ab和cd边的运动不切割磁感线时，不产⽣感应电流。
设在起始时刻，线圈平⾯与中性⾯的夹⾓为，t时刻线圈平⾯与中性⾯的夹⾓为。
电路课程设计报告所属院系：电气工程学院课程名称：电路设计题目：对交流电路的参数测量分析班级：学生姓名：学生学号：完成日期：电气短学期课程设计课程设计课题：对交流电路的参数分析设计实验目的及要求：（1）自行设计电路,分别验证单一参数电阻、电感、电容两端的电压及流过的电流间的大小关系、相位关系。
（2）以RLC 串联电路为例，设计电路验证总电压、总电流与阻抗的关系（包括大小和相位）。
（3）用瓦特计测量单相电路的功率。
（4）对仿真结果进行分析、讨论。
设计实验仪器及设备：计算机一台multisim 仿真软件设计原理：Multisim 是Interctive Image Technologies 公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。
该软件以图形界面为主，采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows 应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟练度自如使用！ Multisim 分析过程：绘制原理图 --- 设置仿真参数 ---- 运行仿真 ----- 观测并分析仿真结果 单相交流电路：交流电路中如果只考虑电阻的作用，这种电路称为纯电阻电路。
在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦交流电流，且与加在电阻两端的电压同相位。
交流电路中如果只考虑电感的作用，对于交流电，除了线圈的电阻外电感也起阻碍作用，这种电路称为纯电感电路。
在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦交流电流，但在相位上电压比电流超前90º，即电流比电压滞后90º。
在单相交流电路中，把电容器接到交流电源上，如果电容器的电阻和分布电感可以忽略不计，可以把这种电路近似地看成是纯电容电路。
在正弦电压的作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦交流电流，但相位上电压比电流滞后90º，即电流比电压超前90º。
RLC 串联电路中，电路中的性质，受电感L 和电容C 的参数有关，当X L > X C时，则U L >U C ，阻抗角>0，电路呈电感性，电压超前电流角。
4.1 正弦交流电路参数的测量4.1.1 实验目的1.熟悉正弦交流电的三要素，熟悉交流电路中的矢量关系。
2. 熟悉调压器、交流电压表、交流电流表、功率及功率因数表的正确连接及使用。
3. 掌握R 、L 、C 元件不同组合时的交流电路参数的基本测量方法。
4.1.2 实验预习要求1. 了解熟悉实验仪表的使用方法。
2. 了解R 、L 、C 元件的基本特性。
3. 熟悉实验所采用的连接电路及测试方法。
4.1.3 基本原理1. 正弦交流电的三要素2. 电路参数在正弦交流电路的负载中，可以是一个独立的电阻器、电感器或电容器，也可由它们相互组合（这里仅采用串联组合方式，如图4.1-2所示）。
电路里元件的阻抗特性为当采用交流电压表、电流表和有功功率表对电路测量时（简称三表法），可用下列计算公式来表述Z P 与、U 、I 相互之间的关系：负载阻抗的模/Z U I =；负载回路的等效电阻2cos R P I Z ϕ==；负载回路的等效电抗sin X Z ϕ； 功率因数 cos PUI ϕ=；电压与电流的相位差 1arctan arctan L C X R Rωωϕ-==； 当ϕ>0时,电压超前电流；当ϕ<0时,电压滞后电流。
1()()L C Z R j X X R j L Cωω=+-=+-2. 矢量关系电路中的电压和电流是两个矢量。
在直流电路中它们之间的相差只存在00180和两种状态，描述或计算时就采用加上符号（同相为正“+”、反相为“﹣”）的形式。
在交流电路中它们之间的相差是处于01800至之间的任一状态，描述或计算时就采用复数（模及相角）的形式。
基尔霍夫定律不仅在直流电路里成立（00U I ==∑∑和），在交流电路里也成立 在交流电路里有00U I ==∑∑和。
对于图4.1-2可列出回路方程 ：CL R U U U U ++=； 对于图4.1-3可列出节点方程：21I I I += 。
3. 测试仪表与电路的构成图4.1-4所示电路是由调压器（自耦变压器）、电压表V '与V 、电流表A 、有功功率表W 、被测负载以及连接导线所组成。
单相交流电路性质的研究及电路参数的测定、单相电度表的校验实训指导书一、实训目的1.掌握电路性质的判断方法：测量电压法及观察相位法。
掌握低频函数信号发生器、交流毫伏表、双踪示波器的使用。
2.通过三表法测量电路的参数，加深理解单相交流电路电压、电流、电功率的关系，并掌握功率表的使用。
3. 了解电能测量的原理，掌握单相电度表的接线，学会电度表的校验。
4.利用TINA仿真软件进行电路模拟实验，进一步学会软件的使用及加深理论知识的理解。
二、实训设备1. 双踪示波器低频 1台2. 脉冲信号发生器 1台3. 交流毫伏表 1台4. 电度表 1台5. 单相功率表 1台6. 交流电压表 1台7. 交流电流表 1台8. 自耦调压器 1台9. 220V，25W灯泡 1个10. 秒表 1个11. 电阻 1个三、实训内容1. 双踪示波器的自检将示波器面板部分的“标准信号”插口，通过示波器专用同轴电缆接至双踪示波器的Y 轴输入插口Y A或Y B端，然后开启示波器电源，指示灯亮。
稍后，协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等旋钮，使在荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形；通过选择幅度和扫描速度，并将它们的微调旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出该“标准信号”的幅值与频率，并与标称值（1V，1KHz）作比较，如相差较大，请指导老师给予校准。
2. 正弦波信号的观测(1) 将示波器的幅度和扫描速度微调旋钮旋至“校准”位置。
(2) 通过电缆线，将信号发生器的正弦波输出口与示波器的Y A插座相连。
(3) 信号发生器的电源，选择正弦波输出。
通过相应调节，使输出频率分别为50Hz，1.5KHz和20KHz（由频率计读出）；再使输出幅值分别为有效值0.1V，1V， 3V（由交流毫伏表读得）。
调节示波器Y轴和X轴灵敏度至合适的位置，从荧光屏上读得幅值及周期，记入表4-1中。
测定项目50H Z 1500H Z20000H Z示波器“t/div”旋钮位置一个周期占有的格数信号周期（s）计算所得频率（H Z）交流毫伏表读数正弦波信号幅值的测定0.1V1V 3V示波器“V/div”位置峰—峰值波形格数峰—峰值计算所得有效值3. 方波脉冲信号的观察和测定(1) 将电缆插头换接在脉冲信号的输出插口上，选择信号源为方波输出。
正弦交流电路参数的测定实验报告 -回复尊敬的教授：本实验旨在掌握正弦交流电路的参数测定方法，完成以下实验内容：1.测定正弦交流电路中电阻和电容元件的简单电学参数。
2.测定正弦交流电路的电压、电流、功率和功率因数。
实验装置：1.信号发生器2.数字万用表3.示波器4.标准电阻、电容5.多用表实验步骤：首先，根据实验电路图连接电路，并使用示波器和信号发生器生成正弦信号。
设置信号频率为1kHz，幅度为10Vpp。
使用数字万用表测量电阻元件的阻值R，并记录数据。
通过测量，得到电阻元件的阻值R为500Ω，误差范围为±5%。
接着，将示波器的输出端口接到电容元件外侧的引脚上，以实现不同信号电压的输入。
将信号发生器的幅度保持在10Vpp的水平，然后改变信号的频率，以测量电容元件的电容大小。
将电路图中电阻元件和电容元件串联，并使用数字万用表测量电路中的电流I。
同时，使用多用表测量电路中的电压U，记录数据。
通过测量，得到电路中的电流I为0.0205A，电压U为1.246V。
使用数字万用表测量电阻元件的实际功率PR，同时通过电路中电压与电流的乘积，计算得到电路的实际功率P，然后计算得到电路的功率因数cosφ。
通过测量，得到电路中的实际功率PR为0.02528W，电路的实际功率P为0.02520W，功率因数cosφ为0.990。
在实验测量过程中，我们发现电路中的电容元件对电压的影响相对较小，而电阻元件则对电流、功率和功率因数有着显著的影响。
电容元件则通过电容值影响电路的反应速度和相位角，从而直接或间接影响电流和功率等参数值。
结论：通过实验，我们得出了正弦交流电路中电阻和电容元件的简单电学参数测定方法，并进行了实验验证。
同时，我们还测量了正弦交流电路的电压、电流、功率和功率因数，并分析了电路中各元件对电压、电流、功率和功率因数的影响。
在这个过程中，我们发现电阻元件的质量和工作状态对电路表现有着直接的影响，在实际应用中需要特别注意。
