电路基础-实验2 正弦稳态交流电路(操作实验)

电路分析基础实验六：正弦交流稳态电路的仿真实验报告实验六：正弦交流稳态电路的仿真一.实验内容及要求1．使用Multisim绘制正弦交流稳态电路原理图。

2．利用Multisim仿真分析正弦交流稳态电路。

二.实验要求1．掌握正弦交流稳态电路的分析方法。

2．掌握Multisim仿真正弦交流稳态电路的方法。

三.实验设备PC机、Multisim软件四.实验步骤1．使用Multisim绘制电路原理图1：在电路工作区中，从元器件库中选择所需元件，设置相应元件参数，从仪器仪表库中选择万用表和电流探针，用导线正确连接，并进行相应标注。

图1电路原理图绘制电路原理图如下图：2．仿真分析电路图1：打开万用表，设置为交流电流，选择菜单栏中的Simulate→Run命令运行仿真，选择Simulate→Stop命令停止仿真，查看并记录万用表显示结果，填入表1。

1）打开万用表12）打开万用表23）打开万用表34）观看并记录各万用表的数据并记录填表表1仿真分析变量结果变量数值I(R1)181.879I(C1)571.362I(L1)599.6113．使用菜单栏中的单频交流分析命令仿真电路图1：选择菜单栏中的Simulate→Analyses→Single frequency AC analysis命令进行仿真，设置Frequencyparameters→Frequency=50Hz,选定需要分析的变量I(R1)、I(C1)、I(L1)，运行仿真，查看并记录仿真结果，填入表2。

1）选择菜单栏中的Simulate→Analyses→Single frequency AC analysis命令进行仿真2）设置Frequency parameters→Frequency=50Hz3）选定需要分析的变量I(R1)、I(C1)、I(L1)4）运行仿真，查看并记录仿真结果表2仿真分析变量成效变量数值I(R1)1.I(C1)1.。

正弦稳态交流电路的研究实验报告正弦稳态交流电路的研究实验报告摘要：本实验旨在研究正弦稳态交流电路的特性。

通过构建不同类型的交流电路并测量其电流、电压以及功率等参数，我们了解到正弦稳态电路的频率响应、电流相位差、电压波形以及功率因数等重要特性。

实验结果表明，正弦稳态交流电路具有较好的稳定性和可靠性，适用于各种电力应用。

1. 引言正弦稳态交流电路是电力系统中最常见和重要的一类电路，广泛应用于发电、输电、变电等领域。

了解正弦稳态电路的特性对于电力工程师和电子技术研究者至关重要。

2. 实验原理本实验涉及了正弦稳态电路的基本原理，包括交流电路的频率响应、电流相位差、电压波形以及功率因数等。

2.1 交流电路的频率响应实验中我们构建了一个简单的RLC串联电路，通过改变输入交流信号的频率，测量电路中的电流和电压，来研究电路的频率响应。

2.2 交流电路的电流相位差通过在电路中添加电阻和电感元件，我们测量了电路中电流和电压之间的相位差，并分析了相位差对电路性能的影响。

2.3 交流电路的电压波形实验中我们使用示波器测量了电路中的电压波形，并观察了不同电路元件对电压波形的影响。

2.4 交流电路的功率因数通过测量电路中的有功功率和视在功率，我们计算了电路的功率因数，并探讨了功率因数对电路效率的影响。

3. 实验过程及结果我们按照实验原理部分所述方法搭建了正弦稳态交流电路，并进行了一系列测量。

3.1 频率响应实验在实验中，我们改变了输入交流信号的频率，测量了电路中的电流和电压。

实验结果显示，电路对不同频率的输入信号有不同的响应。

3.2 电流相位差实验通过添加电感元件和电阻元件，我们测量了电路中电流和电压之间的相位差。

实验结果表明，电路中的电感元件会导致电流滞后于电压。

3.3 电压波形实验我们使用示波器测量了电路中的电压波形，并观察了不同电路元件对电压波形的影响。

实验结果显示，电路中的电感元件会导致电压波形发生畸变。

3.4 功率因数实验通过测量电路中的有功功率和视在功率，我们计算了电路的功率因数。

title电子技术实验基础（一：电路分析)（电子科技大学）中国大学mooc答案100分最新版content实验1-1 常用电子测量仪器的使用——数字示波器的使用数字示波器的使用单元测试题1、如图所示示波器的面板旋钮中，标出哪个按键是垂直通道的菜单按键A:AB:BC:CD:D答案: A2、如图所示示波器的面板旋钮中，标出哪个旋钮是水平通道的位移旋钮A:AB:BC:CD:D答案: C3、若被测试的信号是交直流叠加信号，示波器的垂直耦合方式应该选择哪一挡A:AC耦合B:DC耦合C:接低耦合D:AC、DC均可答案: DC耦合4、如图所示示波器的探头，测试信号时，探头应该与测试端应如何连接A:探勾接信号端钮，黑色鳄鱼夹接地B: 探勾接地，黑色鳄鱼夹接信号端钮C: 可以任意连接D:以上均不正确答案: 探勾接信号端钮，黑色鳄鱼夹接地5、如下图所示第四个菜单栏中，如果测量时发现该菜单栏显示不是电压1X，而是电压10X，应该调节哪个按键或旋钮使其为电压1XA:旁边的按键切换选择B:VARIABLE旋钮C:AUTOSETD:关机重启答案: VARIABLE旋钮6、下图是所示是示波器探头的手柄阻抗拨动开关细节图，若手柄放在1X端，垂直菜单栏中第四栏应怎么调节？若手柄放在10X端，又该怎样调节？A:电压1X、电压10XB:电压10X、电压1XC:电压1X、电压1XD:任意选择不影响结果答案: 电压1X、电压10X7、如图所示示波器的显示屏上，哪个标示的是通道1的零基线位置A:AB:BC:CD:D答案: C实验1-2 常用电子测量仪器的使用——函数发生器和晶体管毫伏表的使用函数发生器和晶体管毫伏表单元测验1、信号源输出周期信号时频率显示如图所示，当前输出信号的频率是多少？A:1HzB:10HzC:1KHzD:10KHz答案: 1KHz2、信号源给后级网络提供正弦信号，如果信号源幅度显示窗口显示如图所示，表明现在后级网络得到的信号电压大小是？A:不确定B:电压峰值是111mVC:电压峰峰值是111mVD:电压有效值是答案: 不确定3、下列说法正确的是？A: 数字万用表可以测量函数发生器输出信号中的直流分量B: 函数发生器只用“输出幅度调节”旋钮进行幅度调节C:函数发生器可用“直流偏移”旋钮输出直流电压信号D:函数发生器输出信号电压的最大值和最小值之间相差60dB答案: 数字万用表可以测量函数发生器输出信号中的直流分量4、列说法正确的是？A:毫伏表是用来测量包括直流电压在内的电压值的仪表B:使用毫伏表测量正弦信号的有效值时需要考虑正弦信号的频率C:毫伏表和万用表作为交流电压表都可以测量正弦信号的有效值，在没有毫伏表时，可以临时用万用表替代D:三角波信号和方波信号不能送入毫伏表测量答案: 使用毫伏表测量正弦信号的有效值时需要考虑正弦信号的频率5、某个正弦交流信号的有效值是0.8V，毫伏表应选择哪一档进行测量？A:10VB:3VC:1VD:300mV答案: 1V实验2 正弦稳态时RLC元件电压电流相位关系的测试正弦稳态时RLC元件电压电流相位关系的测试1、采用课程实验方案测量电感元件的电压电流相位关系时，为了获得近似90°的电压、电流波形相位差，信号源的频率应：A:适当增大信号源的频率；B:适当减小信号源的频率；C:调节信号源的频率不会影响相位差的测试；D:以上措施都不会改善测量结果答案: 适当增大信号源的频率；2、采用课程实验方案测量电容元件的电压电流相位关系时，示波器测量波形如图所示，下面哪种说法正确：A:CH1通道为取样电阻的电压信号， CH2通道为信号源信号；B:CH1通道为信号源信号， CH2通道为取样电阻的电压信号；C:CH2通道为电容元件的电压信号， CH1通道为取样电阻的电压信号；D:无法判断答案: CH1通道为信号源信号， CH2通道为取样电阻的电压信号；3、测量示波器相位差时显示的两路波形如图所示，为了能正确测量，应适当调节面板中哪个旋钮:A:A;B:B;C:C;D:D答案: A;4、测量示波器相位差时显示的两路波形如图所示，为了减小读数误差，需要适当应适当调节面板中哪个旋钮 :A:A;B:B;C:C;D:D答案: D5、采用课程实验方案正确测量元件的电压电流相位关系时，示波器测量波形如图所示，由此可以判断当前测试的是哪种元件:A:电感；B:电容；C:电阻；D:无法判断答案: 电阻；实验3 一阶RC电路频率特性研究一阶RC电路频率特性研究1、关于一阶RC低通滤波器的截止频率fc，如下描述中哪一项是正确的？A:电阻保持不变，减小电容值， fc降低B:电阻保持不变，增大电容值， fc降低C:截止频率处的输出电压是最大输出电压的50%D:低通滤波器的带宽是fc ~∞答案: 电阻保持不变，增大电容值， fc降低2、根据一阶RC低通滤波器的相频特性公式，随着频率从低到高，相位差的正确变化规律是：A:从0°~ -90°B:从0°~90°C:从-45°~+45°D:从0°~-180°答案: 从0°~ -90°3、测试低通滤波器的幅频特性曲线时，此处假设截止频率是大于500Hz的，如下哪种说法不正确：A: 测试过程中保持电路的输入信号幅度一致B:在大于20Hz的较低频率处找到最大输出电压后，再以此为参照开始测试C: 以输入电压为参照，调节频率至输出电压下降3dB就是截止频率D:在各个频率点测试时，应当保证测试输出电压的毫伏表的指针偏转超过刻度线的⅓答案: 以输入电压为参照，调节频率至输出电压下降3dB就是截止频率。

《电路基础》课程标准课程名称：电路基础适用专业：电气自动化技术1、课程性质和任务《电路基础》是电气自动化以及其他各电子类专业必修的一门专业基础课程，是其它电类课程的基础。

本课程主要讲述电路的基本概念、基本定律和基本分析方法，电阻电路、动态电路和正弦稳态交流电路分析。

通过本课程的学习，使学生为将来电子技术及相关课程打下专业理论基础，培养学生掌握电路的基本理论知识，学会分析计算电路的基本方法和掌握初步的实验技能。

为其它电类后续课程打下良好的理论和实践基础。

2、职业行动领域（典型工作任务）描述人们的生活与生产离不开各种电器设备，要会使用并进行简单维修，必须掌握基本的电路知识:首先要懂得安全用电，提高安全意识和自我防范能力;其次,能看懂简单电气原理图和接线图；通过实验和实训进一步掌握对直流电路、交流电路的定性分析和定量计算；最后,会使用各种仪器和仪表对电气设备和实际电路进行测试，并对其测试结果能进行分析、判断，甚至有排除故障的能力。

3、课程目标根据专业培养目标，确定了“以应用为目的、强调基础、突出重点、够用为度”的原则。

通过本课程的学习，使学生对电流基础中基本理论、基本定律，常用电路元件和电子器件的工作原理、基本特性以及主要参数加深理解，掌握电气测量基本工具使用、基本测量技术方法，培养学生将实际的电路抽象为电路模型的能力，搭建电路和分析电路的能力。

4、课程内容和要求5、课程实施的说明本课程采取理论教学和实验教学相结合的原则，做到讲、演、练三者结合，使学生获得从事电气技术职业岗位工作必需的电路基础理论、电路分析计算能力及电工测量等基本知识与实践技能。

从教学方法和教学手段两个方面进行课程改革和优化，在课堂教学、网络教学、实践教学三个层面上进行有益的尝试，以增强学生自主式学习的兴趣，提高学生的学习热情。

使用多媒体教学和网络教学，充分发挥多媒体在动画、语音、颜色等方面的特色，调动学生学习的积极性，提高课堂效率；发挥网络教学对学生主动性方面不可替代的作用，充分利用网络学堂，促进学生自主学习、拓展知识面。

正弦稳态交流电路相量的研究实验报告实验目的。

本实验旨在通过对正弦稳态交流电路相量的研究，探索交流电路中电压和电流的相量特性，加深对交流电路中相量概念的理解，并验证相关理论知识。

实验原理。

正弦稳态交流电路是指在电压和电流都是正弦波的情况下，电路中各个元件的电压和电流也是正弦波，并且频率相同、相位差不变。

在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，其中实部表示电压或电流的幅值，虚部表示相位差。

电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系。

实验仪器和材料。

1. 交流电源。

2. 电阻、电感、电容等元件。

3. 示波器。

4. 万用表。

5. 直流电源。

6. 信号发生器。

实验步骤。

1. 搭建正弦稳态交流电路，包括电压源、电阻、电感和电容等元件。

2. 连接示波器，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。

3. 调节信号发生器的频率，观察电压和电流的波形随频率变化的规律。

4. 断开交流电源，接入直流电源，观察电压和电流的波形，并测量其幅值和相位差。

5. 记录实验数据，并进行数据处理和分析。

实验结果。

通过实验观测和数据处理，得出以下结论：1. 在正弦稳态交流电路中，电压和电流的相量可以用复数表示，实部表示幅值，虚部表示相位差。

2. 电压和电流的相量之间存在幅值比和相位差的关系，符合正弦函数规律。

3. 频率对电压和电流的相量有影响，频率增大时，电压和电流的相量幅值减小，相位差增大。

4. 在直流电源下，电压和电流的相量均为实数，相位差为零。

实验分析。

通过本实验的研究，加深了对正弦稳态交流电路中相量的理解，验证了相关理论知识。

实验结果表明，电压和电流的相量在交流电路中具有一定的规律性，频率对相量也有一定的影响。

这对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。

结论。

本实验通过对正弦稳态交流电路相量的研究，验证了电压和电流的相量在交流电路中的特性，加深了对相量概念的理解。

同时，实验结果对于进一步研究交流电路、分析电路性能具有一定的指导意义。

一：电路的物理量和参考方向i = dQ/dtQ为电荷量。

I = Q/Tu = dW/dQW电场力，U = W/QE为电动势，E = W/QdW = ui dtdW = u dQdW单位为焦耳J能量相对时间的变化率为电功率，P = dW/dt = ui线性电阻以及欧姆定律R = p l/sp为电阻率，l为长度，s为横截面积。

u = Ri有时候也用电导表示一个电阻元件的性质，电导定义为电阻的倒数，G = 1/R基尔霍夫定律电阻：u = iR电感：u = L di/dt电容：i = C du/dt基尔霍夫电流定律KCLE出= E入基尔霍夫电压定律KVLEU升= EU降二：电路的等效变换和一般分析方法电路Y型和A型电路的等效变换1：将Y转换为A型连接时候R12 = (R1R2+R1R3+R2R3)/R3R13 = (R1R2+R1R3+R2R3)/R2R23 = (R1R2+R1R3+R2R3)/R1当R1 = R2 = R3时，RA = 3RY2：将A型转换为Y型连接时R1 = R12R13/(R12+R13+R23)R2 = R12R23/(R12+R13+R23)R3 = R32R13/(R12+R13+R23)当R12 = R13 = R23时RY = RA 1/3单节点偶电路弥尔曼定理，在多个电流源和多个电阻组成的单节点偶电路中，两节点之间的电压等于流入高电位节点的电流源之代数和除以所有电阻倒数之和。

叠加原理在含有多个电源的电路中，各支路的电流以及元件两端的电压是多个电源共同作用的结果。

对于线性电路，任何一条支路的电流或任何一个元件两端的电压，都可以看成是由电路中各个电源分别单独作用时，在此支路中所产生的电流或在此元件两端所产生的电压代数和。

电压源= 短路电流源= 开路戴维南定理任何一个线性有源二端网络都可以用一个恒定电压Us和内阻Rs串联的电压源来等效代替，等效电源的电压Us就是有源二端网络的开路电压，等效电压源的内阻Rs就是有源二端网络中所有电源为零后所得到的无源二端网络的等效电阻。

班级：学号：姓名：
实验一：三相交流电路的测量与研究
1.三相负载星形连接电路研究
2.三相负载三角形连接电路研究
表2.2 △接负载电路测试数据
3.用功率计测量交流电路的电参数
表2.3 正弦交流电路功率的测量（线电压）
班级：学号：姓名：
实验二：正弦稳态交流电路的测量与研究1.感抗频率特性研究
表1.1 感抗的频率特性数据表
2.容抗频率特性研究
表1.2 容抗的频率特性数据表
班级：学号：姓名：
1.测量RLC串联电路的通用谐振曲线
表1.3 通用谐振曲线测量数据
2.观测RLC串联电路的谐振现象
表1.4 RLC串联谐振的实验数据
班级：学号：姓名：3. 测量感抗频率特性（进阶选做）
表1.5 感抗的频率特性数据表
班级：学号：姓名：
实验三：动态电路测量与研究
1.观测一阶电路在方波激励下的响应，测量时间常数
表3.1 一阶RC电路响应曲线及参数测量
班级：学号：姓名：2.二阶电路暂态响应性能研究
表3.2 二阶RLC串联电路暂态响应曲线及参数测量。

第五章正弦稳态电路第一节正弦量的基本概念学习目标：1. 掌握正弦量的三要素。

2 ．掌握正弦量的相位关系。

３. 掌握有效值的定义。

４．掌握正弦量的有效值与最大值的关系。

重点：正弦量的三要素、相位关系、有效值与最大值的关系难点：初相一．正弦交流电的特点大小和方向随时间按正弦规律变化的电流称为正弦交变电流，简称交流（ ac 或 AC ）。

我们日常生活、生产中，大量使用的电能都是正弦交流电。

正弦交流电具有以下特点：1 ．交流电压易于改变。

在电力系统中，应用变压器可以方便地改变电压，高压输电可以减少线路上的损耗；降低电压以满足不同用电设备的电压等级。

2 ．交流发电机比直流发电机结构简单。

二．正弦量的三要素区别不同的正弦量需要从它们变化的快慢、变化的先后和变化的幅度三方面考虑。

1 ．变化的快慢 ---- 用周期、频率或角频率描述。

(1) 周期： T ，秒。

(2) 频率：， Hz 。

(3) 角频率：* 周期越短、频率（角频率）越高，交流电变化越快。

* 工频，，2 ．变化的先后 ---- 用初相角描述(1) 相位角：(2) 初相角： t=0 时正弦量的相位角称作初相角。

* 的大小和正负与计时起点有关。

* 规定* 当正弦量的初始值为正时，角为正；初始值为负时，角为负。

* 如果正弦量零点在纵轴的左侧时，角为正；在纵轴右侧时，角为负。

3 ．变化的幅度 ---- 用最大值来描述（ 1 ）瞬时值：用小写字母表示，如 e 、 u 、 i 。

（ 2 ）最大值：也称振幅或峰值，通常用大写字母加下标 m 表示，如。

一个正弦量与时间的函数关系可用它的频率、初相位和振幅三个量表示，这三个量就叫正弦量的三要素。

对一个正弦交流电量来说，可以由这三个要素来唯一确定：三、相位差与相位关系1 ．相位差——两个正弦交流电在任何瞬时相位角之差称相位差。

* 两个同频正弦量的相位差等于它们的初相之差。

规定。

2 ．相位关系图 5-1 相位关系①超前、滞后关系；②同相关系（；③ 反相关系；④ 正交关系四、正弦量的有效值一、有效值的引入正弦量的瞬时值是随时间变化的，这对正弦量大小的计量带来一定的困难。

电工学实验教学大纲课程名称：电工学实验课程编号：课程类别：专业基础课/必修课学时/学分：24 /0.75 开设学期：第三学期开设单位：物理与机电工程学院说明一、课程性质专业基础课/必修课二、教学目标电工学实验课是《电工学》课程的实践性教学环节。

通过本实验课，培养学生能够正确使用电子仪表仪器，掌握电路的测试方法，验证电路定理，分析和综合实验结果，并对电路基本理论产生感性认识，加深对电路基本概念和基本定理的理解，理论联系实际，更好掌握、理解和应用电路定理及定律，独立完成实验，培养和训练科学态度和严谨工作作风，为后续课程的实验及工程实践打下基础。

通过本实验课，学生应掌握以下基本实验技能：1.正确使用电流表、电压表、功率表等常用电工实验设备，初步会用示波器、信号源等电子仪器。

2.正确按图连接实验线路和合理布线，能初步分析并排除故障，培养良好的实验习惯和实事求是的科学作风。

3.认真地观察实验现象，正确地读取数据并加以检查和判断，正确地书写实验报告和分析实验结果。

4.正确地运用实验手段来验证一些定理和结论。

5.初步学会自拟实验方案，正确选择实验仪表、实验器材并绘制实验电路。

6.能初步进行探索性、设计性实验。

7.自学电路仿真软件，初步会用软件进行电路仿真实验。

三、学时分配表序号实验项目实验时数实验类型内容与要求小计实验1 常用电工仪表的使用3 验证性详见实验的基本内容和要求实验2 基尔霍夫定律的验证3 验证性详见实验的基本内容和要求实验3 叠加定理的验证3 验证性详见实验的基本内容和要求实验4 戴维宁定理的验证5 验证性详见实验的基本内容和要求实验5 正弦稳态交流电路的研究验证性详见实验的基本内容和要求实验6 三相交流电路电压、电流的测量3 验证性详见实验的基本内容和要求实验7 异步电动机和低压电器的使用4 综合性详见实验的基本内容和要求总计四、实验方法与要求建议实验课教学分为教师讲解和学生操作两部分。

上课时，教师首先利用20分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解，然后学生根据教师讲解进行实验操作。

一、单选题1、用电表测量市电电网电压为210伏，该电压的振幅值为_______伏，它的变化周期为_________。

( )A.220，50HzB.210√2，20msC.220，314rad／sD.220√2，50Hz正确答案：B2、图示两条曲线的相位差= （）。

A. 90度B.120度C.-120度D.180度正确答案：B3、关联参考方向下加在一个感抗是20Ω的纯电感两端的电压是u=10sin⁡(wt+ 30°)V，则通过它的电流瞬时值为___A。

（）A.⁡i=0.5sin⁡(2wt−30°)B.⁡i=0.5sin⁡(wt−60°)C.⁡i=0.5sin⁡(wt+60°)D.⁡i=0.5sin⁡(wt+30°)正确答案：B4、在关联参考方向下，感性电路中电压电流的相位关系为（）。

A.电压比电流超前B.电压比电流滞后C.电压和电流同相D.电流比电压超前正确答案：A5、若R、L、C串联电路按关联参考方向电流与电阻电压、电感电压、电容电压构成的相量图如图所示，则此电路的性质为_________。

A.感性B.容性C.阻性D.不确定正确答案：B6、在R-L-C串联的正弦交流电路中，电路的性质取决于（）。

A.电路外施电压的大小B.电路连接形式C.电路各元件参数及电源频率D.无法确定正确答案：C7、如图：各电源电压，灯泡和电容均相同，则最亮的灯泡是（）。

A. 图a)B.图b)C.图c)D.不确定正确答案：C8、图示电路，电压表的读数V1=6V，V2=8V，则总电压表V的读数为（）。

A.2VB.10VC.14VD.5V正确答案：B9、在R、L、C串联正弦交流电路中，已知XL=XC=20Ω，R=10Ω，总电压有效值为220V，则电容上电压为（）。

A.0VB.440VC.220VD.314V正确答案：B10、电路如图，交流电流表的读数分别是A1为6A，A2为2A，A3为10A，则电流表A的读数是（）。