实验报告
实验课程：电路实验
实验名称： 交流电路的研究
专业班级： 应用物理1001 学生姓名： 段杰（201011010103） 龚之珂（201011010104）
实验时间： 周二下午第一节
电工实验中心
一、交流电路等效参数的测量
一、实验目的
1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。 2. 学会功率表的接法和使用。 二、原理说明
1. 正弦交流信号激励下的元件的阻抗值，可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U、流过该元件的电流I和它所消耗的功率P，然后通过计算得到元件的参数值，这种方法称为三表法。
计算的基本公式为：
UP， 电路的功率因数cos IUIP等效电阻 R＝ 2＝│Z│cosφ， 等效电抗 X＝│Z│sinφ
I阻抗的模Z2. 阻抗性质的判别方法
可用在被测元件两端并联电容的方法来判别, 若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减小则为感性。其原理可通过电压、电流的相量图来表示：
图7-1 并联电容测量法 图7-2 相量图
3. 本实验所用的功率表为智能交流功率表，其电压接线端应与负载并联，电流接线端应与负载串联。 三、实验设备
DGJ-1型电工实验装置：交流电压表、交流电流表、单相功率表、白灯灯组负载、镇流器、电容器、电感线圈。
四、实验内容
测试线路如图7-3所示，根据以下步骤完成表格7-1。 1、先按图7-3接好实验电路和仪表。
2、先在不加电容的情况下测量I、P、cosφ。
3、加并联电容，找到总电流I最小的一点，可以近似看成谐振点。测量此时
的数据。
4、当C小于谐振电容时，重复步骤3，测量两组数。 5、当C大于谐振电容时，重复步骤3，测量两组数。
每次应在U=220V时测量，并将结果记入表7-1。
图7-3
表 7-1 电路状态 实验数据 U I I灯 Ic （V） （mA） （mA） （mA） P（W） 220 220 220 220 220 220 cosφ C（uF） 未加电容 感性 感性 谐振 容性 容性
五、实验数据的计算和分析
六、实验注意事项
每次改接线路都必须断开电源
七、实验心得
掌握了交流电路的基本实验方法，学会使用调压器，交流电压表、交流电流表，用功率表测量元件的功率。通过三表法可以通过实验方法测量并计算出负载元件的阻抗。实验中，线路接错会出现报警，也可能烧坏功率表的保险丝，需按照例图仔细检查线路。通过测量发现，被测负载有些不是线性元件。
二、RLC串联谐振电路的研究
一、实验目的
1． 学习用实验方法绘制RLC串联电路的幅频特性曲线。
2．加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数Q的物理意义。 二、原理说明
图4-1 RLC串联电路
1．RLC串联谐振电路
在图4-1所示的RLC串联电路上，外施一正弦电压，则电路 中的电流的有效值为
与容抗
相等，电路
当外施电源频率与电路所固有的频率相等时（f=f0），感抗
中的电抗为零。此时，电路发生串联谐振。f0 称为谐振频率，谐振频率的大小由电路中参数L，C决定，即
2．串联谐振电路的特点
（1）谐振时阻抗最小，且呈纯电阻性，即（2）电路中电流最大，3．谐振曲线
，且与外施电源电压同相。
（3）电容电压与电感电压大小相等，相位相反，是电源电压的Q倍。
图4-2电流谐振曲线 图4-3通用谐振曲线
RLC串联，当端电压一定时，电流的有效值随电源频率变化的曲线称为电流谐振曲线，如图4-2。为了便于使电流谐振曲线具有普遍、直观的特点，常以
作为纵坐标
作
为横坐标，即可画出串联谐振电路的通用谐振曲线，如图4-3Q为电路的品质因数，它是电路的参数确定的，即
4．电压电流的相位关系
当电源频率低于谐振频率时，电路呈容性（于谐振频率时，电路为电阻性，此时电路呈感性，此时
三、实验设备
函数信号发生器一台 交流毫伏表 谐振电路实验电路板（c=0.1uF；L=30mH；R=510Ω）
四、实验内容
，u超前于i。
，i超前于u ；当电源频率等
，i和u同相；当电源频率高于谐振频率时，
1、按图7-1组成监视电路、测量电路。选用c=0.1uF；L=30mH；R=510Ω。用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出（正弦波--功率输出）。另信号源输出电压为3V，并保持不变。
2、信号源的频率从400HZ开始到6000HZ为止。每次调节完频率后调节输电压为3V，分别测量Uc、Ul、UR，并填入表7-1。
3、重复测量17组数据找出谐振频率。
4、在R两端并上510Ω的电阻，重新测量17组数据的UR，填入表中。
表7-1 幅频特性的测定 五、实验数据的计算和分析
六、实验注意事项
1、测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。在变换频率测试前，应调整信号输出幅度，使其维持在3V。
2、实验中，信号源的外壳应与毫伏表的外壳绝缘。如能用浮地式交流毫伏表测量，则效果更佳。
七、实验小结
本次实验学会了测量谐振频率的方法，学会了交流毫伏表的用法，对谐振电路有了进一步的了解。
