《电路与电子学基础》实验报告。
实验名称。班级。
学号。姓名。
一、实验目的。
1.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。
2.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。
3.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。
信号发生器1台。
交流电流表1个。
交流电压表1个。
0.1f电容1个。
100mh电感1个。
1kω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θ(单位：度)与一周相位角的度数（360°）之比。
/360°=t/t
所以，相位差可用下式计算。
=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：ω)
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。
阻抗两端的电压vz与电流iz之间的相位差可由下式求出。
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。
阻抗两段的电压vz和电流iz之间的相位差为。
当电压落后于电流时，相位差为负。
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。
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=0)，电路阻抗为电阻性，而且达到最小值。
四、实验步骤。
1.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**电源开关，激活电路进行动态分析。
因为1kω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,i-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。
2.根据步骤1中的曲线图，计算电压与电流之间的相位差θ。
3.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。
4.用电感值l和正弦频率f计算电感的阻抗xl。
5.用电阻值r和电感l的感抗xl计算rl电路阻抗z的大小。
6.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θ。
7.在电子工作平台上建立如图3-2所示的实验电路，仪器按图设置。单击**电源开关，激活电路进行动态分析。
因为1kω电阻两端的电压和电流成正比(在示波器的纵轴上1v相当于1ma)，因此屏幕上红色曲线图代表rc电路阻抗两端的电压vz，蓝色曲线代表电流iz，在上面的v,i-t坐标上作出电压vz和电流iz随时间t变化的曲线图。记录交流电压表和电流表上的电压有效值vz和电流有效值iz的读数。
8.根据步骤7中的曲线图，计算电压与电流之间的相位差。
9.用交流电压有效值vz和电流有效值iz就算rc电路阻抗z的大小。
10.用电容c和正弦频率f计算电容器的容抗xc。
11.用电阻值r和电容c的容抗xc计算rc电路阻抗z的大小。
12.根据算得的容抗xc和电阻值r,计算电流与电压正弦函数之间的相位差θ。
13.在电子工作平台上建立入图3-3所示的实验电路，引起按图设置。单击**电源开关，激活电路进行动态分析。
因为1kω电阻两端的电压和电流成正比(在示波器的纵轴上1v相当于1ma)，因此屏幕上红色曲线图代表rlc电路阻抗两端的电压vz，蓝色曲线代表电流iz，在上面的v,i-t坐标上作出电压vz和电流iz随时间t变化的曲线图。记录交流电压表和电流表上的电压有效值vz和电流有效值iz的读数。
14.根据步骤13的曲线图，计算电压与电流之间的相位差。
15用交流电压有效值vz和电流有效值iz计算rlc电路阻抗的大小z.
16.用电容c和正弦频率f计算电容器的容抗xc。
17.用电感l和正弦频率f计算电感的感抗xl。
18.用电阻r,电容c的容抗xc和电感l的感抗xl，计算rlc电路阻抗的大小z。
19．根据算得的容抗xc，感抗xl和电阻r，计算电流与电压之间的相位差 θ。
五、思考与分析。
1.步骤5算得的阻抗大小与步骤3用电压和电流测量值算得的阻抗大小比较，情况如何？
2.步骤6算出的相位差与步骤1，2中通过电流和电压曲线图测出的相位差比较情况如何？电压比电流超前还是落后？
3.步骤11算出的阻抗大小与步骤9用电压和电流测量值算出的阻抗大小比较，情况如何？
4.步骤12算出的相位差与步骤7，8中测出的电流和电压曲线之间的相位差比较，情况如何？电压比电流超前还是落后？
5.步骤18算出的感抗大小与步骤15用电压和电流测量值算出的感抗大小比较，情况如何？
6.步骤19算出的相位差与步骤13，14中用电流和电压曲线测出的相位差比较，情况如何？电压比电流超前还是落后。
一、实验目的。
1.测定串连谐振电路的谐振频率，并比较测量值与计算值。
2.测定串连谐振电路的带宽，并比较测量值与计算值。
3.测定串连谐振电路的品质因素。
4.测定串联谐振电路的谐振阻抗。
5.测定串联谐振电路谐振时电压与电流之间的相位关系。
6.研究电路电阻变化时对串连谐振电路的谐振频率和带宽的影响。
二、实验器材。
信号发生器1台。
双踪示波器1台。
100mh 电感1个。
0.25f 电容1个。
1kω 电阻1个。
三、实验准备。
在图3-4，图3-5所示的电路中，信号频率为串连谐振电路的谐振频率时感抗xl等于容抗xc，因为感抗与容抗有180°的相位差，所以谐振频率上总电抗为零，这时总阻抗最小，并且等于电路电阻r。在谐振频率上电路电流i最大，因此。
xl＝xc由此可求得谐振频率
在图3-4和图3-5所示的电路中，串连谐振电路的带宽bw可从频率特性曲线图通过测量低端频率和高端频率来确定，在这两点上电流i下降为峰值的0.707倍(-3db)。因此，带宽为。
带宽也可由电路元件值来计算。
品质因数q可反应谐振电路的带宽与谐振频率之间的关系。品质因数越高，则带宽越窄。品质因数可用下式计算。
图3-4 串连谐振。
在谐振频率上，因为阻抗与容抗相等，总电抗为零，总阻抗为纯电阻性，所以谐振时电路的电压与电流同相。
做这个实验要使用波特图仪，可参考电子工作平台的仪器菜单。
图3-5 串联谐振的频率特性曲线。
四、试验步骤。
1.在电子工作平台上建立如图3-4所示的实验电路。单击**开关进行动态分析。在表3-6中记录相应频率的节点电压va和vb。
表 3-62.按表3-6改变信号发生器的频率，运行动态分析，记录每种频率的峰值电压va和vb，必要时可调整示波器。
3.根据表3-6中的每个vb值及图3-4所示电路中的r值，计算每种频率的电流i，并将结果记录到表中。
4.画出电流i随频率变化的曲线图，频率用对数刻度。
5.根据步骤4的曲线图，测定串联谐振电路的谐振频率。
6.根据图3-4中的元件值，测定串联谐振电路的谐振频率。
7.根据步骤4的曲线图，测定串联谐振电路的带宽bw。
8.根据图3-4中的元件值，计算串联谐振电路的带宽bw。
9.根据步骤7中测量的带宽bw和步骤5中测量的谐振频率，计算这个串联谐振电路的品质因数q。
10.根据表3－6中的va 值和i值，计算每种频率对应的串联谐振电路阻抗z，将结果记录到表中。
11.作出串联电路阻抗z随频率f变化的曲线图，频率用对数刻度。
12.根据图3-4中的电路元件值，计算串联谐振电路的谐振阻抗。
13.将信号发生器的频率调整为谐振频率，记录电压与电流之间的相位差θ，必要时可以调整示波器的有关参数。
14.在电子工作平台上建立如图3-5所示的实验电路。单击**开关进行动态分析。
波特图仪将图示串联谐振电路的电流i与频率f之间的函数关系。在纵轴上每个刻度代10ma从曲线图测量并记录谐振频率和带宽。
北京邮电大学实验报告实验三微机
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