元件阻抗特性测定实验报告.docx
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元件阻抗特性测定实验报告
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元件阻抗特性测定实验报告
篇一：
电路基础实验实验十一_R、L、c元件阻抗特性的测定
实验十一R、L、c元件阻抗特性的
测定
实验成员：
班级：
整理人员：
实验十一R、L、c元件阻抗特性的测定
一、实验目的
1．验证电阻，感抗、容抗与频率的关系，测定R~f，xL~f与xc~f特性曲线。
2．加深理解R、L、c元件端电压与电流间的相位关系。
二、原理说明
1．在正弦交变信号作用下，电阻元件R两端电压与流过的电流有关系式
u?
RI
在信号源频率f较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值信号源频率无关，其阻抗频率特性R~f如图9-1。
如果不计线圈本身的电阻RL，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为电感，有关系式
?
?
?
?
u
L
?
jxI感抗x
L
L
?
2?
fL
感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性xL~f如图9-1。
在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式
u
?
c
?
?
jx
c
I容抗
?
xc?
12?
fc
容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性xc~f如图
9-1.
c
f
图9-1
图9-2
2．单一参数R、L、c阻抗频率特性的测试电路如图9-2所示。
途中R、L、c为被测元件，r为电流取样电阻。
改变信号源频率，测量R、
L、c元件两端电压uR、uL、uc，流过被测元件的电流则可由r两端电压除以r得到。
3．元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变同样可用实验方法测得阻抗角的频率特性曲线φ~f。
用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。
将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器YA和Yb两个输入端。
调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图9-3所示，荧光屏上数的水平方向一个周期占n格，相位差占m格，则实际的相位
360?
度
差φ（阻抗角）为?
?
m?
n
图13-3
三、实验设备
四、实验内容
1．测量R、L、c元件的阻抗频率特性。
实验线
路如图9-2所示，取R=1KΩ，L=10mh，c=0.1μF，r=200Ω。
通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至电路输入端，作为激励源u，并用交流毫伏表测量，使激励源电压有有效值为u＝3V，并在整个试验过程中保持
不变。
改变信号源的输出频率从200hz逐渐增至5Khz（用频率计测量），并使开关s分别接通R、L、c三个元件，用交流毫伏表测量uR、ur；uL、ur；
u
c
、ur，并通过计算得到各频率点时的R、xL与xc之值，记入表中。
2．用双踪示波器观察rL串联和rc串联电路在不同频率下各元件阻抗角的变化情况，并作记录。
rL串联
rc串联
五、实验注意事项
交流毫伏表属于高阻抗电表，测量前必须先调零。
六、预习思考题
1．图9-2中各元件流过的电流如何求得？
答：
通过测量电流取样电阻r两端的电压ur，用ur除以电流取样电阻的阻值r得到通过r的电流I。
因为电路是串联电路，电流处处相等，所以I即为通过各元件的电流。
如此便求得了各元件流过的电流。
2．怎样用双踪示波器观察rL串联和rc串联电路阻抗角的频率特性？
答：
通过观察并记录交流电压与交流电流在示波器荧光屏x轴上相差的格子数m与交流电压一个周期的格子数n，计算360°乘以它们的比值m/n即为该频率下电路的阻抗角。
这是因为电压与电流在x轴上相差的格子数比上电压一个周期的格子数就是电压与电流相位差占整个周期的百分比，再乘以360°即得到阻抗角。
在通过比较不同频率下阻抗角的大小即可观察到阻抗角的频率特性。
七、实验报告
1．根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、c三个元件的阻抗频率特性曲线，从中可得出什么结论？
如图，其中实线-为R的阻抗频率特性曲线；虚线--为L的阻抗频率特性曲线；点线-·为c的阻抗频率特性曲线。
由图可得，在一定范围内，c元件的容抗随着频率的增加急剧下降，下降速度逐渐减缓，最后趋于平缓；R元件的阻值基本不随频率的增加而变化；L元件的感抗随着频率的增加逐渐增加，增加的速度基本维持不变。
三者的阻抗频率特性曲线基本符合图9-1的阻抗频率特性图，验证了电阻，感抗、容抗与频率的关系。
篇二：
电路元件伏安特性的测量（实验报告答案）
实验一电路元件伏安特性的测量
一、实验目的
1．学习测量电阻元件伏安特性的方法；
2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；3．掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。
二、实验原理
在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。
任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压u与通过该元件的电流I之间的函数关系式I＝f（u）来表示，即用I－u平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：
线性电阻和非线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1（a）所示。
该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值R为常数，与元件两端的电压u和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。
常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。
在图1-1中，u＞0的部分为正向特性，u＜0的部分为反向特性。
（a）线性电阻（b）白炽灯丝
绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，电阻元件在不同的端电压u作用下，测量出相应的电流I，然后逐点绘制出伏安特性曲线I＝f（u），根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。
三、实验设备与器件
1.直流稳压电源1台2.直流电压表1块3.直流电流表1块4.万用表1块5.白炽灯泡1只6.二极管1只7.稳压二极管1只8.电阻元件2只
四、实验内容
1．测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。
调节直流稳压电源的输出电压u，从0伏开始缓慢地增加（不得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。
2
将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的步骤，
在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。
3
按图1-3接线，R为限流电阻，取200Ω，二极管的型号为1n4007。
测二极
管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA，二极管Ｄ的正向压降uD+可在0～0.75V之间取值。
特别是在0.5～0.75之间更应取几个测量点。
测反向特性时，将直流稳压电源的输出端正、负连线互换，调节直流稳压输出电压u，从0伏开始缓慢地增加，其反向施压uD－可达－30V，数据分别记入表1-3和表1-4。
表1-3测定二极管的正向特性
4．测定稳压二极
（1）正向特性实验
将图1-3中的二极管1n4007换成稳压二极管2cw51，重复实验内容3中的正向测量。
uZ+为2cw51的正向施压，数据记入表1-5。
（2）反向特性实验
将图1-3中的稳压二极管2cw51反接，测量2cw51的反向特性。
稳压电源的输出电压u从0～20V缓慢地增加，测量2cw51二端的反向施压uZ－及电流I，由uZ－可看出其稳压特性。
数据记入表1-6。
五、实验预习
1.实验注意事项
（1）测量时，可调直流稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。
（2）直流稳压电源输出端切勿碰线短路。
（3）测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程，注意仪表的正负极性。
2.预习思考题
（1）线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？
它们的电阻值与通过的电流有无关系？
答：
线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，电压与电流的关系，符合欧姆定律。
线性电阻元件的阻值R为常数，与元件两端的电压u和通过该元件的电流I无关。
非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。
（2）请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安特性曲线是什么形状？
答：
电阻器是线性电阻，其伏安特性曲线的形状见图1-1（a）所示。
白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等是非线性电阻，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。
（3）设某电阻元件的伏安特性函数式为I＝f（u），如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。
答：
在平面内绘制xoy直角坐标系，以x轴为电压u，y轴为电流I，计算出电流I和电压u的数据，根据数据类型，合理地绘制伏安特性曲线。
六、实验报告
1．根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）。
2．根据线性电阻的伏安特性曲线，计算其电阻值，并与实际电阻值比较。
3.必要的误差分析。
4.实验总结及体会。
篇三：
R、L、c元件阻抗特性测定
R、L、c元件阻抗特性测定
一、实验目的
1.验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R～f、xL～f及xc～f特性曲线。
2.加深理解R、L、c元件端电压与电流间的相位关系。
二、实验原理
1.在正弦交变信号作用下，R、L、c电路元件在电路中的抗流作用与信号的频率有关，它们的阻抗频率特性R～f，xL～f，xc～f曲线如图11-1所示。
图11-1图11-2
2.R、L、c元件阻抗频率特性的测量电路如图11-2所示。
图中的r是提供测量回路电流用的标准小电阻。
由于r的阻值远小于被测元件的阻抗值，因此可以认为Ab之间的电压就是被测元件R、L或c两端的电压，而流过被测元件的电流则可由r两端的电压除以r所得。
若用双踪示波器同时观察r与被测元件两端的电压，亦就展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的波形，从而可在荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差
①将元件R、L、c串联或并联相接，亦可用同样的方法测得Z串与Z并的阻抗频率特性Z～f曲线，根据电压、电流的相位差可判断Z串或Z并是感性还是容性负载。
②元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变，将各个不同频率下的相位差画在以角频率ωt为横坐标、阻抗角φ为纵坐标的坐标纸上，并用光滑的曲线连接这些点，即得到阻抗角的频率特性曲线。
用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法如图11-3所示。
将欲测量相位差的两个信号分别接到双中示波器YA和Yb两个输入端。
调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，，荧光屏上数的水平方向一个周期占n格，相位差
图11-3
3600
占m格，实际的相位差φ（阻抗角）为φ＝m×
n
3.正弦交流电路中R、L、c元件的电压与电流关系如图11-4所示。
图11-4
三、实验设备
四、实验内容
1.测量R、L、c元件的阻抗频率特性
取R=1KΩ,L=10mh，c=1μF，r=200Ω。
通过电缆线将信号发生器输出的正弦信号接至如图11-2所示的电路，作为激励源u，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为u＝3V，并保持不变。
使信号源的输出频率从200hz逐渐增至5Khz，并分别接通R、L、c三个元件，用交流毫伏表测量ur，并计算各频率点时的IR、IL和Ic（即ur/r）以及R=u/IR、xL=uL/IL及xc=uc/Ic
之值，记入表11-1中。
表11-1
2.用双踪示波器观察rL串联和rc串联电路在不同频率下阻抗角的变化情况并记录于表11-2。
表11-2五、实验注意事项
1.交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先调零。
2．测φ时，示波器的“V/div”和“t/div”的微调旋钮应旋置“校准位置”。
六、预习思考题
测量R、L、c各个元件的阻抗特性时，为什么要串联一个小电阻？
能否用一个小电感或是一个大电容代替，为什么？
七、实验报告
1.根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、c三个元件的阻抗频率特性曲线，可得出什么结论？
2.根据实验数据，在方格纸上绘制rL、rc的阻抗角频率特性曲线，从中可得出什么结论？
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