RLC正弦交流电路参数测量实验报告

【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. 学习用示波器观察李萨尔图形的方法；

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。 【实验摘要（关键信息）】

1.在面包板上搭接R、L、C的并联电路；

2、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。 3、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。 4、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。计算功率因素。 【实验原理】

1. 正弦交流电的三要素

初相角：决定正弦量起始位置； 角频率：决定正弦量变化快慢 幅值:决定正弦量的大小。

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、电感器或电容器，也可以由他们相互组合（以串联为例）。电路里元件的阻抗特性为

当采用交流电压表、电流表和有功功率表对电路测量时（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︱

；负载回路的等效电阻

；

负载回路的等效电抗；

功率因数cosφ;电压与电流的相位差φ

当φ>0时，电压超前电流；当φ<0时，电压滞后电流。

3.矢量关系：基尔霍夫定律在电路电路里依然成立，有出回路方程与节点方程。

【电路图】

和，可列

电路图1

电路图2

电路图3

【实验环境（仪器用品等）】

面包板，示波器，1KΩ电阻，47Ω电阻,导线,函数发生器，10mH电感，0.1μF电容

【实验操作】

1. 分别按照电路图1、2、3在面包板上连接电路； 2. 调节函数发生器，使其通道1输出频率为1KHz,峰峰值

为5V的正弦波；

3. 示波器校准，通道1接入函数发生器输出的信号，通道2接入通过47Ω小电阻的信号，两通道地线要接在一起；

4. 调节示波器，使其为李萨尔图形，观察两波形相位差，记录数据并分析。 【实验数据与分析】 1. R、L并联

测量值 CH1 CH2 V max1(V) 1.78 0.94 V max2(V) △V（v） T (-)T （ms） (+)(us) -1.82 3.6 -1.26 -256 -0.940 1.88 -1.12 -120 T(ms) 1 1

测量值 V 1(mv) V 2(mv) △V（v） △Y1 980 -940 -1.92 △Y2 660 -620 -1.28 测量计算值：输出与输入信号电压差为

0.67，相位差为

φ

2. R、C并联

33.69；实际测量值为34.18°，误差为1.4%

测量值 V max1(V) CH1 1.22 CH2 1.34 V max2(V) -1.14 -1.38 △V（v） 2.36 2.72V

测量值 △Y1 △Y2 V 1(V) 1.17 0.460 V 2(V) -1.04 -0.300 △V（V） 2.21 -0.760 0.344，相位差为

测量计算值：输出与输入信号电压差为

φ

3.

18.98；实际测量值为—18.26°，误差为3.7%

R、L、C并联

测量值 V max1(V) CH1 CH2 1.42 1.14 V max2(V) -1.46 -1.1 △V（v） T (-)（ms） T (+)(us) 2.88 2.24 -1.25 -1.31 -240 -304 T(ms) 1.01 1.01

测量值 △Y1 △Y2 V 1(V) 1.00 0.460 V 2(V) -1.01 -0.340 △V（V） 2.01 -0.800 0.398，相位差为

测量计算值：输出与输入信号电压差为

φ21.7；示波器读数φ22.53,误差为3.6%

输入波滞后于输出波。 【结论】

1. 一开始实验时，观察到的李萨尔图形居然是一条线段，输入跟输出信号波形间居然没有相位差，检查后才发现是电容器坏了，没有起到作用，换了一个电容器后才看到正常的实验现象。在实验过程中，要注意电器元件的特性，小心保护好接触角，以免造成仪器损坏，甚至实验失败。