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实验3 正弦交流电路中RLC 元件的阻抗频率特性［实验目的］1. 加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系2. 掌握常用阻抗模和阻抗角的测试方法3. 熟悉低频信号发生器等常用电子仪器的使用方法 ［实验原理］正弦交流可用三角函数表示，即由最大值（U m 或Im ），频率f （或角频率 ω=2πf ）和初相三要素来决定。
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：I R U= 式中R 为线性电阻元件，U 与I 之间无相角差。
电阻中吸收的功率为P=UI=RI 2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即R —f 关系如图1。
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：I X U C =式中XC 是电容的容抗，其值为 X C =cj ω1所以有︒-∠=⋅=90/1cI I c j U ωω ，电压U 滞后电流I 的相角为90°，电容中所吸收的功率平均为零。
电容的容抗与频率的关系X C —f 曲线如图2。
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RL 与电感L 组成。
f图1f图2f图3在正弦电流的情况下其复阻抗为 Z=R L +j ωL=φφω∠=∠+z L R 22)(式中RL 为线圈导线电阻。
阻抗角可由ϕRL 及L 参数来决定： R L tg/1ωϕ-=电感线圈上电压与流过的电流间关系为I z I L j R U Lφω∠=+=)( 电压超前电流90°，电感线圈所吸收的平均功率为 P=UIcos ϕ=I 2RXL 与频率的关系如图3。
正弦交流电路知识点总结一、正弦交流电路的基本概念正弦交流电路是指由正弦波形状的电压或电流组成的电路。
在正弦交流电路中，电压或电流随时间呈周期性变化，其波形为正弦曲线。
正弦交流电路中，频率、振幅、相位等是重要的参数。
二、正弦交流电路中的元件1. 交流源：提供正弦波形状的电压或电流。
2. 电阻：阻碍电流通过的元件。
3. 电感：储存磁能量并抵抗变化的元件。
4. 电容：储存电能量并抵抗变化的元件。
三、正弦交流电路中的基本定律1. 欧姆定律：U=IR，其中U为电压，I为电流，R为阻值。
2. 基尔霍夫定律：任意一个节点上所有进入该节点和离开该节点的支路所构成的代数和等于零。
3. 诺依曼定理：在任意一个闭合回路中，沿着这个回路方向绕一圈所得到所有增加量之和等于所有减少量之和。
四、串联和并联1. 串联：将多个电阻、电感、电容依次连接在一起，即为串联。
串联后的总阻值为各元件阻值之和。
2. 并联：将多个电阻、电感、电容同时连接在一起，即为并联。
并联后的总阻值等于各元件倒数之和的倒数。
五、交流电路中的功率交流电路中的功率分为有功功率和无功功率两部分：1. 有功功率：指交流电路中被转化成有用能量的功率。
2. 无功功率：指交流电路中被转化成储存于元件中的能量或者从元件中释放出来但不能做有用工作的能量。
六、交流电路中的相位相位是指两个正弦波形状的信号之间时间上的差异。
在正弦交流电路中，相位是一个重要参数。
不同元件间存在着不同相位差，而且相位差随频率变化。
七、滤波器滤波器是指通过对信号进行滤波，去除不需要或者干扰信号来得到所需信号的设备。
根据滤波器对信号处理方式不同，可以将其分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
八、交流电路中的共振共振是指在交流电路中，当电容和电感与外部信号频率相等时，电路中的阻抗达到最小值。
在共振状态下，电路中的能量传输效率最高。
九、交流电路中的谐波谐波是指在交流电路中，除了基频信号之外产生的频率为整数倍于基频信号频率的信号。
电工电子技术基础复习题第一章 电路的基本定律与分析方法 一、填空题1、在多个电源共同作用的 线性 电路中，任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的 和 ，称为叠加定理。
2、“等效”是指对 端口 以外的电路作用效果相同。
戴维南等效电路是指一个电阻和一个电压源的串联组合，其中电阻等于原有源二端网络 除源 电阻，电压源的电压等于原有源二端网络的 开路 电压。
二、选择题1、已知a 、b 两点的电压U ab =10V ，a 点电位为V a =4V ，则b 点电位V b 为（ B ）。
A 、6V B 、－6V C 、14V D 、－14V2、两个电阻串联，R 1：R 2=1：2，总电压为60V ，则U 1的大小为（ B ）。
A 、10V B 、20V C 、30V D 、40V3、标有额定值为“220V 、100W ”和“220V 、25W ”白炽灯两盏，将其串联后接入220V 工频交流电源上，其亮度情况是（ A ）。
A 、25W 的灯泡较亮B 、100W 的灯泡较亮C 、两只灯泡一样亮D 、都不亮 4、叠加定理只适用于（ C ）。
A 、交流电路B 、直流电路C 、线性电路D 、任何电路 5、已知二端线性电阻如右图所示，图中i 和线性电阻的阻值为（ A ）。
A 、8A ，Ω625.0B 、-8A ，Ω625.0C 、8A ，-Ω625.0D 、-8A ，-Ω625.06、已知二端线性电阻如图示，图中u 和线性电阻的阻值为（ C ）。
A 、10V ，Ω5B 、10V ，-Ω5C 、-10V ，Ω5D 、-10V ，-Ω5 7、图示电路中，i 1和i 2分别为（ A ）。
A ．12A ，-4 A B ．-12A ，4 A C ．12A ，4 A D ．-12A ，-4 A三、计算题1、试用戴维宁定理分析如图所示电路，求解电流I=? 解：（1）断开待求支路对二端网络进行戴维宁等效：iW p 40-=A 2Wp 20=u求得开路电压v uoc30=；Ω=2R O（2）连接戴维宁等效电路和断开的支路并列写回路方程：（2分）03010)28(=-++I（3）求解方程得出待求电流：（2分）A I 2=2、试用叠加原理分析如图所示电路，求解的电流I=？ 解：（1）电压源单独作用时，7A 电流源视为开路列回路方程求解得流过3Ω电阻的电流A I 21242316112131/=⨯++=（2）电流源单独作用时，42V 电压源视为短路，列回路方程求解的流过3Ω电阻的电流A I 47316112131//=⨯++= （3）把两个电源单独作用的效果叠加得出流过电阻的电流：（2分）A I I I 6///=+=3、如图所示电路，已知E=10V ，A I S 1=，Ω==Ω=5,10321R R A R ，试用叠加原理求流过电阻2R 的电流I 。
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。
RLC正弦交流电路参数测量实验报告(一)RLC正弦交流电路是电子学和通信工程中常用的一种电路，它由电阻、电感、电容三种元件组成。
为了准确地测量电路的参数，通常会进行RLC正弦交流电路参数测量实验。
本文将对此实验进行介绍和分析。
一、实验目的本实验的目的在于通过测量RLC正弦交流电路的电压、电流和相位差等参数，计算出电路中的电阻、电感和电容值，并验证实验结果的正确性。
二、实验原理在RLC正弦交流电路中，电阻元件呈现线性特性，电感和电容元件具有非线性特性。
因此，当电压为正弦交流电压时，电路中的电流也呈现正弦交流特性，其相位角度可以通过电流和电压之间的正弦函数来表示。
同时，电阻、电感和电容元件的阻值、电感值和电容值可以通过测量电压、电流和相位差进行计算。
三、实验步骤1. 按图连接电路，调节稳压电源输出电压和电流；2. 使用数字万用表测量电路中各元件的电阻值；3. 使用示波器测量电路中的电压和电流，并记录相位差；4. 根据实验数据，计算电路中的电阻、电感和电容值；5. 对比实验结果，验证测量的正确性。
四、实验结果在本次实验中，我们测得电路中的电阻为100Ω，电感为0.5H，电容为0.01μF。
同时，我们还记录下了电压和电流的波形，并计算出相位差为30度。
通过实验计算，我们得到的电阻值为97Ω，电感值为0.48H，电容值为0.009μF。
可以看出我们的实验结果与实际值非常接近，表明了测量参数的准确性和实验结果的可靠性。
五、实验分析在实际电路中，电感和电容元件往往会对信号的相位产生影响，从而影响电路的性能。
因此，在进行RLC正弦交流电路参数测量实验时要注意测量精度和误差控制。
同时，在实验中还要注意使用合适的仪器和正确的操作步骤，以免影响实验结果的准确性和可靠性。
六、实验总结本次实验通过测量RLC正弦交流电路的电压、电流和相位差等参数，计算出电路中的电阻、电感和电容值，并验证实验结果的正确性。
本实验的目的在于让学生更加深入地了解RLC正弦交流电路的特性和组成，提高其电路分析和设计的能力。
正弦交流电路中的电阻元件
电阻元件两端的电压与通过它的电流之间关系受欧姆定律约束。
当正弦电流流过电阻R时，如图3-4-1所示，选定电压与电流的参考方向一致，则根据欧姆定律有：
（3-4-1）
若选电流i为参考正弦量，则，代入上式有：
电流与电压的波形示于图3-4-1中。
由上可见，当流过
图3-4-1
电阻的电流为正弦函数时，电阻上的电压是与电流同频率的正弦量。
电流与电压同相位，它们的有效值也服从欧姆定律，即：
（3-4-2）
如果用相量形式来表示，则有
（3-4-3）
上式是复数形式的欧姆定律表达式。
该式同时表述了电阻元件上正弦电压与电流之间的相位关系和有效值关系。
根据式（3-4-3），可画出电压、电流的相量图，如图3-4-1所示。
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