正弦稳态时RLC电压电流相位关系的测试资料重点

实验五RLC正弦交流电路测量
一．实验目的
1. 测量正弦稳态交流电路中R 、L 、C 元件端电压与电流波形，观测电压、电流相位差φ，了解元器件的阻抗和阻抗角（即相位差φ）的测量。

2. 测量R 、L 、C 电路电压与电流波形，加深理解正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

3. 熟悉电路功率，功率因数的意义，并掌握其测量方法。

二．实验仪器设备
仿真软件平台(Multisim 10),硬件基础电路实验箱。

双踪示波器直流稳压电源万用表交流毫伏表电压表。

三．仿真实验过程
1.R单独作用
2.L单独作用
3.C单独作用
4.R,C,L三者并联作用
四．实验内容
1 、通过电缆线将低频信号发生器输出的正弦信号接至电路，作为激励源 u，在正弦稳态信号 u(5V 4kHz) 激励下, 测量R(470Ω ) 、 L(10mH ) 、 C(0.1Uf)
元件端电压与电流波形。

使用双踪示波器测量正弦信号的峰—峰值Up-p，频率f(T)和相位差φ,观察李沙育图形; 使用晶体管毫伏表测量正弦信号有效值。

2 、将元件 R 、 L 并联相接，测量电压和电流的波形及相位差。

计算电路的功率因数（ cosφ值）。

3 、将元件 R 、 L 、 C 并联相接，测量电压和电流的波形及相位差，根据电压、电流的相位差可判断 Z 并是感性还是容性负载。

计算电路的功率因数（ cos φ值）。

4 、电路 Z 并的阻抗和阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变，改变频率(1kHz-10kHz) ，观察电压、电流的相位差的变化。

四川大学网络教育学院实验报告实验名称: 电工电子综合实践9001学习中心万州奥鹏中心姓名刘德春学号************实验内容:一、L、C元件上电流电压的相位关系二、虚拟一阶RC电路三、用数字电桥测交流参数.四、算术运算电路五、计数器六、触发器实验报告一L、C元件上电流电压的相位关系院校：四川大学电气信息学院专业：电气工程及其自动化实验人：刘德春，同组人：戴晓冬时间：2010年2月6日一、实验目的1、在正弦电压激励下研究L、C元件上电流，电压的大小和它们的相位关系，以及输入信号的频率对它们的影响。

2、学习示波器、函数发生器以及数字相位仪的使用二、仪器仪表目录1、交流电流表、交流电压表2、数字相位计三、实验线路、实验原理和操作步骤操作步骤：1、调节ZH-12实验台上的交流电源，使其输出交流电源电压值为220V。

2、按电路图接线，先自行检查接线是否正确，并经教师检查无误后通电3、用示波器观察电感两端电压u L和电阻两端u R的波形,由于电阻上电压与电流同相位，因此从观察相位的角度出发，电阻上电压的波形与电流的波形是相同的，而在数值上要除以“R”。

仔细调节示波器，观察屏幕上显示的波形，并将结果记录操作步骤：1、调节ZH-12实验台上的交流电源，使其输出交流电源电压值为24V。

2、按图电路图接线，先自行检查接线是否正确，并经教师检查无误后通电。

3、用示波器的观察电容两端电压u C和电阻两端电压u R的波形，（原理同上）。

仔细调节示波器，观察屏幕上显示的波形四、实验结果：1、在电感电路中，电感元件电流强度跟电压成正比，即I∝U.用1/（X L）作为比例恒量，写成等式，就得到I=U/（X L）这就是纯电感电路中欧姆定律的表达式。

电压超前电路90°。

分析：当交流电通过线圈时，在线圈中产生感应电动势。

根据电磁感应定律，感应电动势为die L dt=-（负号说明自感电动势的实际方向总是阻碍电流的变化）。

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i = sin (£y初相角o :袂宦正弦壘起始位苴 甫频率；决定正弦量变化快慢 幅值兀：袂定正弦重的大小幅假 角频率、初相甬成为正弦重的三要爲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、 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亠丄1 Z =R j(X L —X c ) =R j( L)C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 与P 、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 R= P/|2 =|Z cos® ；负载回路的等效电抗 X =f|z|2 _R 2 =Z S in 申； 功率因数 cos P ;电压与电流的相位差=arctan _1_ =arcta ；UI RR当：>0时，电压超前电流；当 <0时，电压滞后电流。

图4.1-1正弦交流电电感器或电容器，也可由它们相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 00和1800两种状态，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 00至180°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（ £ U =0和瓦1=0 ）,在交流电路里也成立在交流电路里有a U =0和7 ll =0。

rlc电路的稳态特性实验报告实验目的：本实验旨在研究和分析RLC电路的稳态特性，通过实验测量和数据分析，探究电路中电感、电阻和电容对电流和电压的影响，进一步加深对RLC电路的理解。

实验原理：RLC电路是由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成的串联或并联电路。

在稳态条件下，电路中的电流和电压将保持稳定，不随时间变化。

通过测量电路中的电流和电压，可以得到电路的稳态特性。

实验步骤：1. 准备工作：将实验所需的电感、电阻和电容连接好，确保电路连接正确无误。

2. 测量电流：通过连接电流表，测量电路中的电流值。

记录测量结果。

3. 测量电压：通过连接电压表，测量电路中的电压值。

记录测量结果。

4. 改变电感值：调节电感器的数值，改变电感值，重复步骤2和步骤3，记录测量结果。

5. 改变电阻值：调节电阻器的数值，改变电阻值，重复步骤2和步骤3，记录测量结果。

6. 改变电容值：调节电容器的数值，改变电容值，重复步骤2和步骤3，记录测量结果。

实验结果与数据分析：通过实验测量得到的电流和电压数据，可以绘制电流-时间曲线和电压-时间曲线，进一步分析电路的稳态特性。

1. 电感对电路的影响：改变电感值时，观察到电流和电压的变化。

当电感值增大时，电路中的电流和电压呈现出振荡的特性，振荡频率随电感值的增大而减小。

2. 电阻对电路的影响：改变电阻值时，观察到电流和电压的变化。

增大电阻值会导致电路中的电流和电压下降，减小电阻值则会使电路中的电流和电压增大。

3. 电容对电路的影响：改变电容值时，观察到电流和电压的变化。

增大电容值会使电路中的电流和电压下降，减小电容值则会使电路中的电流和电压增大。

通过以上实验结果和数据分析，可以得出以下结论：1. RLC电路的稳态特性取决于电感、电阻和电容的数值。

不同数值的电感、电阻和电容会导致电路中的电流和电压呈现不同的变化规律。

2. 在RLC电路中，电感和电容是能量储存元件，电阻则是能量消耗元件。

电感和电容会使电路中的电流和电压发生振荡，而电阻则会使电流和电压减小。

CRU 图16-1实验4指导书 RLC 正弦稳态电路的研究预习内容阅读课本中RLC 串联电路谐振章节，预习实验的内容，手写预习报告。

一、实验目的1．加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q 值）、通频带的物理意义及其测定方法。

2．通过对RLC 串联电路频率特性的测量与分析，学习用实验方法绘制Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路不同Q 值下的幅频特性曲线。

3．熟练使用信号源和频率计。

二、实验原理1、幅频特性和相频特性在RLC 串联电路中，若施加正弦交流电压，则电路中的电流和各元件上的电压将随电源频率的不同而改变，电流和电源电压间、各元件上的电压和电源电压间的相位差也随电源频率的不同而变化。

前者的函数关系称为幅频特性，后者的函数关系称为相频特性，亦即RLC 电路的稳态特性。

在图16-1所示的Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路中，电路复阻抗)1(j CL R Z ωω-+=，当CL ωω1=时，Z ＝R ，U 与I 同相，电路发生串联谐振，谐振角频率LC10=ω，谐振频率LCf π210=。

在图16-1电路中，若U 为激励信号，RU 为响应信号，其幅频特性曲线如图16-2所示，在ｆ＝ｆ０时，A ＝1，U R ＝U ，ｆ≠ｆ０时，U R ＜U ，呈带通特性。

A ＝0.707，即U R ＝0.707U 所对应的两个频率ｆL 和ｆH 为下限频率和上限频率，ｆH －ｆL 为通频带。

通频带的宽窄与电阻R 有关，不同电阻值的幅频特性曲线如图16-3所示。

电路发生串联谐振时，U R ＝U ，U L ＝U C ＝Q U ，Q 称为品质因数，与电路的参数R 、L 、C 有关。

Ｑ值越大，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好，在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。

在本实验中，测量不同频率下的电压U 、U R 、U L 、U C ，绘制Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路的幅频特性曲线，并根据L h f f f -=∆计算出通频带，根据A f0f L f h f 1707.0图16-2A f1707.00图16-3Q U UU ULC ==或Lh 0f f f Q -=计算出品质因数。

实验四十七 RLC 电路的稳态过程一、实验目的1．研究RL 、RC 串联电路对正弦交流信号的稳态响应。

2．学习测量两个波形相位差的方法。

二、实验原理当把正弦交流电压V i 输入到RC （或RL ）串联电路中时，电容或电阻两端的输出电压V 0的幅度及相位将随输入电压V i 的频率而变化。

这种回路中的电流和电压与输入信号频率间的关系，称为幅频特性；回路电流和各元件上的电压与输入信号间的相位差与频率的关系，称为相频特性。

1．RC 串联电路图1 RC 串联交流电路在如图1所示的RC 串联电路中，若输入的信号为正弦交流信号，电压t cos U v m i i ω=，根据基尔霍夫定律，回路方程为：C C cm u dt du RC t cos U +=ω 这是一阶非齐次常系数线性微分方程，它的特解描述RC 电路对正弦信号的稳态响应。

()C Cm C t cos U u ϕω+=()i Rm R t cos U u ωϕ +=()t cos U t u im i式中，u C 、u R 分别为电容、电阻上的电压，该电路的总阻抗Z 为：222C 2C 1R Z R Z ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=+=ω 从以上分析可以看出：（1）RC 串联电路对正弦交流信号的响应仍是正弦的。

（2）当输入信号频率变化时，元件上各物理量的峰值将随之改变，由于电容器上的压降u C 随频率的增加而减小，所以，电阻上的压降u R 增加。

（3）若输入信号含有不同频率成分，则高频成分将更多地降落在电阻上，而低频部分将更多地降落在电容上，从而可以把不同频率的信号分图2 RL 串联交流电路开，利用RC 电路的这种特性，可以构成高、低通滤波器。

2．RL 串联电路在如图2所示的RL 串联电路中，设输入信号电压=ω，则电路方程为：RL 串联电路对正弦信号的稳态响应的特解为： iR dt di Lt cos U im +=ω )t cos(U u )t cos(U u LLm L i Rm R ϕωϕω+=+=式中，u R 、u C 分别为电阻、电感上的电压值，该电路的总阻抗Z 为：()222L 2L R Z R Z ω+=+=通过以上分析可以看出：（1）RL 电路对正弦交流信号的响应也仍是正弦的。

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。

rlc电路的稳态特性实验报告RLC 电路的稳态特性实验报告一、实验目的本次实验旨在深入研究 RLC 电路的稳态特性，通过对电阻（R）、电感（L）和电容（C）在不同组合情况下的电路响应进行测量和分析，理解RLC 电路中电流、电压的变化规律，掌握其频率特性和阻抗特性。

二、实验原理1、 RLC 串联电路在 RLC 串联电路中，总阻抗 Z 为：＼Z ＝ R ＋ j\left(＼omega L ＼frac{1}｛＼omega C}＼right)＼其中，ω 为角频率，j 为虚数单位。

电流 I 为：＼I ＝＼frac{U}｛Z}＼电压分别为：＼U_R ＝ I ＼times R\＼U_L ＝ I ＼times j\omega L\＼U_C ＝ I ＼times ＼frac{1}｛j\omega C}＼2、谐振频率当电路发生谐振时，感抗和容抗相互抵消，此时电路的总阻抗最小，电流最大。

谐振频率ω0 为：＼ω_0 ＝＼frac{1}｛＼sqrt{LC}｝＼3、品质因数 Q品质因数Q 反映了电路的储能与耗能的比值，对于RLC 串联电路，Q 为：＼Q ＝＼frac{＼omega_0 L}｛R}＼三、实验仪器与设备1、函数信号发生器2、示波器3、交流毫伏表4、电阻箱5、电感箱6、电容箱四、实验步骤1、按照电路图连接好 RLC 串联电路，选择合适的电阻、电感和电容值。

2、函数信号发生器设置输出正弦交流信号，频率从低到高逐渐变化，同时用交流毫伏表测量电阻、电感和电容两端的电压，示波器观察电流和电压的波形。

3、记录不同频率下的电压值和电流值，绘制频率特性曲线。

4、改变电阻、电感和电容的值，重复上述实验步骤，观察并分析其对电路稳态特性的影响。

五、实验数据及处理以下是一组实验数据示例（实际数据应根据具体实验测量结果填写）：｜频率（Hz）｜电阻电压（V）｜电感电压（V）｜电容电压（V）｜电流（A）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 100 ｜ 25 ｜ 15 ｜ 30 ｜ 05 ｜｜ 200 ｜ 30 ｜ 20 ｜ 25 ｜ 06 ｜｜ 300 ｜ 35 ｜ 25 ｜ 20 ｜ 07 ｜｜ 400 ｜ 40 ｜ 30 ｜ 15 ｜ 08 ｜｜ 500 ｜ 45 ｜ 35 ｜ 10 ｜ 09 ｜｜ 600 ｜ 50 ｜ 40 ｜ 05 ｜ 10 ｜根据上述数据，绘制出电阻、电感和电容的电压频率特性曲线以及电流频率特性曲线。

《电路分析》正弦稳态交流电路相量的研究实验报告一、实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

2. 掌握单相正弦交流电路中电压、电流及功率的测量方法3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二、实验原理1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律。

2. RC串联电路，在正弦稳态信号U的激励下，U R与U C 保持有90º的相位差，即当R阻值改变时，U R的相量轨迹是一个半园。

U、U C与U R三者形成一个直角形的电压三角形，如图4.1所示。

R值改变时，可改变φ角的大小，从而达到移相的目的。

图4.13. 在感性负载两端并联电容，可以改善电路的功率因数（cosφ值）。

三、实验平台NI Multisim 14.0四、实验步骤与数据记录、处理1. 单相交流电路的基尔霍夫电压定律按图4.2所示调用元件，连接电路。

将万用表均选为交流电压档，开启仿真开关，记录各万用表显示的数值至表格4-1中，并保留截图。

验证电压的相量关系，是否符合电压三角形。

表4-1 电压相量测量2、RLC交流参数测量按图4.3所示调用元件，建立RLC电路。

正确接入功率表，将万用表分别选为交流电压挡和交流电流挡，开启仿真开关，记录各仪表显示的数值至表格4-2中，并保留截图。

表4-2 RLC参数测量根据测量结果，计算RLC各参数，与实际值进行比较。

3、并联电路─电路功率因数的改善按图4.4所示调用元件，建立电路。

正确接入功率表，将万用表选为交流电流挡，开启仿真开关，记录各仪表显示的数值至表格4-3中。

改变电容的数值，记录各参数，观察功率因数的改变情况。

图4.4 功率因数改善电路表4-3 功率因数的改善五、实验结果总结1. 完成数据表格中的计算。

2. 根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。

3. 画出功率因数随并联电容变化的曲线图。

实验六 RLC元件在正弦交流中的特性实验电容、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。

一、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二、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)三、实验原理1．RC串联电路的稳态特性(1)RC串联电路的频率特性图6－1串联电路图6－2 RC串联电路的相频特性在图6－1所示电路中，电阻R、电容C的电压有以下关系式：22)1(CR U I ω+=， IRU R =， C I U C ω=， CRωψ1arctan -= 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R U 增加，而C U 减小。

当ω很小时φ→-π/2，ω很大时φ→0。

(2) RC 低通滤波电路如图6－3所示，其中为i U 输入电压，0U 为输出电压，则有RCj U U i ω+=110 它是一个复数，其模为：20)(11CR U U i ω+=设RC10=ω,则由上式可知： ω=0时，10=iU U ω=ω0时707.0210==i U U ω→∞时00=iU U 可见i U U 0随ω的变化而变化，并当有ω＜ω0时i U U 0，变化较小，ω＞ω0时，iU U0明显下降。

实验七 RLC 正弦稳态电路的研究一、实验目的熟悉正弦稳态电压通过RLC 串联电路时电压电流与信号频率之间的关系。

二、实验仪器函数信号发生器、双踪示波器、实验箱三、实验电路和实验原理见《教程》157~160页，电路图见图4.4.6。

实验电路和实验条件更改：R=100Ω；L=9mH （r=0Ω）；C=0.033μF 不变；输入信号幅度：4V （p-p ）。

基本计算公式：rR fC fL tg fCfL r R RfCfL j r R RUU R+--∠-++=-++=-ππππππ212)212()()212()(122 (4.4.9)谐振频率与R 和r 无关，有LCf o π21=在谐振频率f o 处0212=-fCfL ππ，所以输出电压R U 幅度最大。

有 U rR R U RM+=通频带的截止频率（即幅度下降到最大值的21时的上边频f 2和下边频f 1）为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=LC L r R L r R f LC L r R L r R f 12221122212122ππ(4.4.11) 通频带为12f f BW -= (4.4.12)在谐振频率处的输入电压U 相位和电流相位（即电阻R 上的电压RU 相位）差为 02121=+-=-rR fCfL tg o ππφ在上下边频处)(212r R fCfL +±=-ππ，所以相位差为︒+=︒-=454512φφ这说明当频率高于f 0时，RLC 串联回路中电感的感抗起主导作用，所以电流相位滞后于输入电压相位；当频率低于f 0时，RLC 串联回路中电容的容抗起主导作用，所以电流相位超前于输入电压相位。

在上下边频处的输出电压为212RM R R U U U == 四、实验方法见见《教程》159~160页。

输入信号幅度2V （最大值）。

电路连接见159页图4.4.6。

在改变信号源频率时应特别注意保持输入电压的幅度始终等于2V 。

电路课程研究性实验报告《RC、RL、RLC电路动态与正弦稳态特性研究》院校：电气信息学院专业班级:学生组员：指导老师：胡鹤宇张向华日期：2020年6月20日电路课程研究性实验实验报告（一）．实验目的：1学习用示波器观察和分析RC，RL，RLC的电路的响应2 通过电路方波响应波形的观察，判别元件性质3 学会用电压、电流表判别黑匣子元件性质。

4 学习用三表法测量交流电路的参数及其误差分析5 了解RLC元件在正弦电压情况下的电压电流波形6.学习正确选用交流仪器和设备7.掌握功率表、调压器的使用8 综合运用所学知识，自主完成实验，提高科学素养，增加实验动手能力，提高积极思考问题解决问题的能力。

（二）实验内容：一、电路动态过程研究1.用示波器判别黑匣子元件性质，方法自选，并确定元件参数值；2.RC电路的方波相响应：在RC电路中，用示波器观察RC电路方波信号响应波形。

图2所示的波形为电路时间常数τ小于周期的情况。

用实验情况估算RC电路时间常数,线路自定。

3.RL方波响应电路及时间常数估算，线路自定。

4.RLC电路方波响应：用示波器观察RLC串联电路的方波响应、i波形5.用EWB仿真软件，观察RLC串联电路的方波响应、i波形。

要求讨论等幅震荡的条件二、R、L、C元件参数的测量1.用电压、电流表判别黑匣子元件性质；2. 用交流电压、电流表及功率表分别测量R、L、C元件交流参数，讨论实验误差引起的原因。

3.用EWB仿真软件分别测量R、L、C元件交流的参数，方法自定，试验线路自拟。

三、正弦电源下电路稳态特性的研究1.用示波器分别观察R、L、C元件在正弦电源下响应的电压、电流波形。

2.用示波器分别观察R、L、C元件伏安关系曲线。

3. 用示波器分别观察RLC元件串联的在正弦电压情况下感性、容性和电阻性响应的电压、电流波形。

（三）实验要求1.自拟实验线路，并画出具体实验线路。

2.自拟记录表格记录有关实验数据。

3.记录示波器，观察电压，电流波形。

RLC正弦交流电路参数测量实验报告实验摘要1.实验内容○1在面板板上搭接R、L、C并联电路；○2电路参数：r=47Ω、R=1K、L=10mH、C=10uF，正弦波Vpp=5V、f=1KHz；○3将R、L并联，测量电压和电流的波形和相位差，计算电路的功率因素；○4将R、C并联，测量电压和电流的波形和相位差，计算电路的功率因素；○5将R、L、C并联，测量电压和电流的波形和相位差，由相位差分析负载性质，计算电路的功率因素。

实验目的○1进一步了解RLC正弦交流电路的特点、基本组态、性能参数；○2熟练掌握示波器的测量方法和操作步骤。

实验环境（仪器用品等）实验地点：工训中心C栋207实验时间：12月20日晚实验仪器与元器件：数字万用表（UNI-T UT805A）、函数信号发生器（RIGOL DG1022U）、示波器（Tektronix DPO 2012B）、电阻、电容、电感、导线若干、镊子、面包板等本次实验的原理电路图如下图所示：（来自Multisim 12）R、L并联测试电路R、C并联测试电路R 、L 、C 并联测试电路实验原理含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。

负载阻抗的模|Z|=U/I;等效电路负载阻抗的模/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22sin X Z R Z ϕ=-=；功率因数cos P UIϕ=；电压与电流的相位差1arctanarctanL CX RRωωϕ-==；当ϕ>0时,电压超前电流；当ϕ<0时,电压滞后电流。

※实验步骤※1.准备工作：检查示波器/函数信号发生器是否显示正常；选取电阻/电容/电感○1检查示波器的使用状况，先进行自检，观察波形是否符合要求，如有问题，检查探头或接口是否存在问题；○2选出一个阻值为47Ω、一个为阻值为1kΩ的两个电阻，以及10μF电容和值为10mH的电感；○3检查函数信号发生器是否工作正常：先设置参数(Vpp=5V f=1kHz 正弦波)，再用调节好的示波器测量，看是否符合要求。

RLC 电路稳态与暂态特性研究实验报告励耘物理 刘伟年 201511940153RLC 电路稳态特性研究实验内容1. 观察RLC 电路的幅频与相频特性2. 学习用双踪示波器测量相位差的方法实验原理电流、电压的幅度与频率间的关系称为幅频特性；电流和电源电压间、各元件上的电压与电源电压间的相位差与电源的频率关系称为相频特性。

电路的稳态就是该电路在接通正弦交流电源一段时间（一般为电路的时间常数的5至10倍）以后，电路中的电流i 和元件上电压（UR,UC,UL ）的波形已经发展到与电源电压的波形相同且幅值稳定的状态。

RLC 串联电路的相频特性谐振频率：φ=0，U R =U 为极大值，f 0= 1/2π LC ,电路为谐振态。

相频特性：ω<ω0时，φ<0，电容性；ω>ω0时，φ>0，电感性；ω=ω0时，φ=0，纯电阻。

相频特性在RLC 串联电路的稳态中，由理论分析可得总电压与回路电流的相位差为φ=arctan⁡(ωL −1ωCR)幅频特性回路电流及电阻、电容上电压分别为I =U √R 2+(1ωC )2U R =IRU C =I ωC当频率很低时，电压主要降在电容上；当频率很高时，电压主要降在电阻上。

测量并做出RLC 串联电路的相频曲线（1）接好电路，并将仪器调至安全待测状态，然后接通各仪器的电源进行预热。

（2）调节信号源，使得f =500Hz,⁡U =3.0V ,并用毫伏表进行电压校准。

（3）依次用电压表测出R 、C 上的电压U R 、U C ，从示波器的李萨如图形上读出x 轴与图形相交的水平距离2x 0和图形在x 轴上的投影2x 。

（4）仿照前两步，依次测出其余f 值条件下的U R 、U C 和φ值。

电路图如下第一幅为幅频电路，第二幅为相频电路实验数据数据分析RLC电路暂态特性研究实验目的1. 熟悉数字示波器的使用方法；2. 探究RC电路的暂态特性，并用相关图表直观表示；3. 探究RLC电路的暂态特性，并熟悉RLC暂态电路的三种状态.实验原理1. 数字示波器可以观察由信号发生器产生的波形。

“RLC正弦交流电路参数测量”实验报告实验名称：RLC正弦交流电路参数测量实验目的：1.掌握RLC电路正弦交流电压的测量方法；2.学习RLC电路的阻抗计算方法；3.确定RLC电路参数的测量准确性。

实验原理：RLC电路是由电阻、电感和电容串联或并联而成的电路。

在交流电路中，电压和电流都是随时间变化的，通常使用复数表示。

复数由实部和虚部组成，分别代表电压或电流的幅值和相位。

在RLC电路中，阻抗Z用复数表示，可以表示为Z=R+j(XL-XC)，其中R为电阻的阻抗，XL为电感的阻抗，XC为电容的阻抗。

电阻的阻抗与电阻值R成正比，电感的阻抗与角频率ωL成正比，电容的阻抗与角频率ωC成反比。

实验设备：1.函数发生器2.示波器3.电阻、电感、电容等实验器件4.各种测试线材实验步骤：1.按照电路图连接实验电路，保证电路中没有短路或开路的情况。

2.设置函数发生器产生正弦交流电压，调节频率、幅值和相位差等参数，使电压适合实验要求。

3.使用示波器连接到电路中的观测点，观察电压波形。

4.测量电路中各元件的电压和电流值，在不同频率下进行多组测量。

5.计算电阻、电感和电容的阻抗值，利用测量结果画出电压和电流的相位差曲线图。

6.比较理论值和实验测量值，分析实验结果。

实验数据处理：1.计算电阻的阻抗值。

根据测量到的电阻值，可以直接得到电阻的阻抗，即R。

2.计算电感的阻抗值。

根据测量到的电感值和实验频率，利用公式XL=2πfL可以计算出电感的阻抗，即jXL。

3.计算电容的阻抗值。

根据测量到的电容值和实验频率，利用公式XC=1/(2πfC)可以计算出电容的阻抗，即-jXC。

4.根据电阻、电感和电容的阻抗值，可以得到整个电路的阻抗Z=R+j(XL-XC)。

5.根据示波器观测到的电压波形和电流波形，计算电压和电流的相位差。

实验结果与分析：根据实验测得的数据，可以计算出电阻、电感和电容的阻抗值，进而计算出整个电路的阻抗值。

比较实验结果与理论值可以评估实验测量的准确性。