文档介绍：R
《电路与电子学基础》实验报告
实验名称
班级
学号
R
实验3交流电路的性质

一、实验目的
测量串联RL电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位，并比较测量值与计算值。
测量串联RC电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位，并比较测量值与计算值。
测量串联RLC电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位，并比较测量值与计算值。
二、实验器材
双踪示波器
1
台
/亠口 4 aP 信号发生器
1
台
交流电流表
1
个
交流电压表
1
个
uF电容
1
个
100m H电感
1
个
1KQ电阻
1
个
三、实验准备
两个同频率周期函数（例如正弦函数）之间的相位差，可通过测量两个曲线图之间及曲线
一个周期T的波形之间的时间差t来确定。因为时间t与周期T之比等于相位差0 （单位: 度）与一周相位角的度数（360 °）之比
0/360 ° =t/T
所以，相位差可用下式计算
0 =t（360 ° ）/T
在图3-1 ,图3-2和图3-3中交流电路的阻抗 Z满足欧姆定律，所以用阻抗两端的交流电压有效值Vz除以交流电流有效值Iz可算出阻抗（单位：Q ）
Vz
Z =
Iz
在图3-1中RL串联电路的阻抗 Z为电阻R和感抗XL的向量和。因此阻抗的大小为
R
Z = R 2 ■ X L 2
阻抗两端的电压 VZ与电流IZ之间的相位差可由下式求出
•二-arcta n
（X 、
Oscilloscope
图3-1 RL串联电路的阻抗
在图3-2中RC串联电路的阻抗 Z为电阻R和容抗Xc的向量和，所以阻抗的大小为
Z = 、、R2
X 2c
阻抗两段的电压 Vz和电流Iz之间的相位差为
■T1 - - arctan
当电压落后于电流时，相位差为负。
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图3-2 RC串联电路的阻抗
在图3-3中RLC串联电路的阻抗 Z为电阻R和电感与电容的总电抗 X之向量和，总电抗
X等于感抗XL与容抗Xc的向量和。因此感抗与容抗之间有 180°的相位差，所以总电抗 X
为
X =x L _X c
这样，RLC串联电路的阻抗大小可用下式求出
阻抗两端的电压Vz与电流Iz之间的相位差为
图3-3 RLC串联电路的阻抗
感抗Xl和容抗Xc是正弦交流电频率的函数。在 RLC串联交流电路中，只有一个信号频
率可以使得XL与Xc相等。在这个频率上，总电抗为零 (X=Xl-Xc=O)，电路阻抗为电阻性,
而且达到最小值。
四、实验步骤
在电子平台上建立如图 3-1所示的实验电路，一起按图设置。单击仿真电源开关，激
活电路进行动态分析。因为 1KQ电阻两端的电于与电力六成正比，在示波器的纵轴上 1V
相当于1mA所以屏幕上红色曲线图代表 RL电路阻抗两端的电压 Vz,蓝色曲线图代表电流
Iz。在下面的V,l-T坐标上作出电压 Vz和电流Iz岁时间T变化的曲线图，记录交流电压表和电流表上交流电压有效值 Vz和电流有效值Iz的读书。
根据步骤1中的曲线图，计算电压与电流之间的相位差 0。
用交流电压有效值 Vz和电流有效值Iz计算RL电路的阻抗大小。
V,
I
0
T
XL。
用电阻值R和电感L的感抗XL计算RL电路阻抗Z的大小。
根据算得的感抗值 XL和电阻值R,计算电流与电压之间的相位差 0 o
V,
I