RLC交流电路测量实验
实验五 RLC交流电路测量报告
一.实验目的
1. 熟悉测量RLC元器件的交流电压、电流。
2. 熟悉测量RLC串联和并联交流电路的电压、电流。
二.实验仪器和器材
1.实验仪器
直流稳压电源型号：IT6302
台式多用表型号：UT805A
信号发生器型号：DG1022U
数字示波器型号：DSO-X 2012A(DPO 2012B)
2.实验（箱）器材
电路实验箱
元器件：电阻（10Ω、1k);电容(0.1);电感(10mH)
3.实验预习的虚拟实验平台
NI Multisim
三.实验内容
1.分别观测电阻R、电感L、电容C 正弦交流响应，测量电压与电流波形、幅值、频率、相位差φ 。分析：比较直流交流响应的特点；元器件的阻抗与交流频率的关系，不同元器件的阻抗及阻抗角。
2.测量R L C并联和串联交流电路的电压与电流波形、幅值、相位差φ 。分析：交流线性电路的电压电流及阻抗关系与直流电路相同，只是这些参数应用向量表示，电压（电流）之和是矢量之和。
3.（选）测量计算功率因数cosφ ，分析：功率因数的意义及测量方法。
四.实验原理
1.电阻元件R
线性电阻元件R中的电流i与其两端的电压u关系:
正弦稳态激励信号:
2.电感元件L
电感线圈电路中通过的电流i 与其两端的电压u 关系:
3.电容元件C
电容器电路中的电流i与其两端的电压u关系:
4.RLC并联交流电路
电路中通过的电流i 与其两端的电压u 关系:
5.RLC串联交流电路
电路中通过的电流i 与其两端的电压u 关系:
五.实验过程及实验数据
1.测量电阻电感电容交流响应
将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或3V 4kHz）激励下，分别测量R(470Ω或1k）、L(10mH)、C(0.1uF)元件端电压与电流波形及参数:峰峰值Up-p(Urp-p)，频率f(T)和相位差。同时改变信号频率，观测波形及参数的变化((r(10)是提供测量回路电流用的取样电阻，电流测量值i=u/r）。
电路图如下：
电阻测量：
电压与电流相位与电压源相同，阻值越大，电流越小，电流与频率无关
电容测量：
电流超前端电压90°，电容越大电流越大，频率越大电流越大
电感测量：
电流落后输入电压90°，电感值越大，电流越小，频率越大，电流越小
2.RLC并联电路测量
将元件R、L并联相接，测量电压与电流的波形及参数:Urp-p,相位差。
将元件R、C并联相接，测量电压和电流的波形及参数，Urp-p相位差。
将元件R、L、C并联相接，测量电压和电流的波形参数:urp-p相位差。
RL并联：
RC并联
RLC并联：
3.RLC串联电路测量
将元件RC串联相接，测量电压和电流的波形及参数:i=Ur/r,相位差。记录4kHz的参数。
将元件RL串联相接，测量电压和电流的波形及参数:i=Ur/r,相位差。记录4kHz的参数。
将元件RLC串联相接，测量电压和电流的波形及参数:i=Ur/r,相位差。记录4kHz的参数。
RL串联：
RC串联：
RLC串联：
实验数据记录：
六.分析与总结
实验总结
1.通过实验了解了RLC交流电路的特性，响应特点，波形，相位差等的分析，串并联电路下RC，RL，RLC电路电压与电流的关系
2.进一步熟悉了示波器的使用和测量方法
思考题
1、测量R、L、C各个元件的电压电流（阻抗角）时，为什么要串联一个小电阻？对电阻有何要求？
阻抗是电压与电流的比值，电压用毫伏表测量，电流不易测量。小电阻的阻值已知，可以作为采样电阻，通过测量阻值上的电压，计算电路中的电流，提高测量精度。
2、怎样判断RLC并联（串联）电路为感性或容性电路，跟哪些参数有关？
电流相位超前为容性电路，电流相位滞后为感性电路，由于容抗与感抗与频率有关，因此电路为容性还是感性与输入信号频率有关。
3、RLC串联交流电路通过同一个电流，各个元件电压与电流的关系。
阻抗不变，电压与电流成正比
4、交流并联电路总电流一定大于任一支路电流吗？交流串联电路总电压一定大于任一元件电压吗？
由于相角之间关系，LC并联电路可能会出现支路电流大于总电流的情况。在RC串联电路中可能出现元件电压大于总电压的情况。