電氣小組電路研究

1、 電路課程研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告RC、RL、RLC電路動(dòng)態(tài)與正弦穩(wěn)態(tài)特性研究 院校： 電氣信息學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí): 電氣1301班 學(xué)生組員：譚遠(yuǎn) 付祥翔 孫憂(yōu)富 龔勇 指導(dǎo)老師： 胡鶴宇 日期：2014年6月15日 電路課程研究性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 （一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 學(xué)習(xí)用示波器觀察和分析RC，RL，RLC的電路的響應(yīng) 2 通過(guò)電路方波響應(yīng)波形的觀察，判別元件性質(zhì) 3 學(xué)會(huì)用電壓、電流表判別黑匣子元件性質(zhì)。 4 學(xué)習(xí)用三表法測(cè)量交流電路的參數(shù)及其誤差分析 5 了解RLC元件在正弦電壓情況下的電壓電流波形 6.學(xué)習(xí)正確選用交流儀器和設(shè)備 7.掌握功率表、調(diào)壓器的使用 8 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，自主完成實(shí)驗(yàn)，提高

2、科學(xué)素養(yǎng)，增加實(shí) 驗(yàn)動(dòng)手能力，提高積極思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。 （二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：一、 電路動(dòng)態(tài)過(guò)程研究1.用示波器判別黑匣子元件性質(zhì)，方法自選，并確定元件參數(shù)值；2.RC電路的方波相響應(yīng)： 在RC電路中，用示波器觀察RC電路方波信號(hào)響應(yīng)波形。圖2所示的波形為電路時(shí)間常數(shù)小于周期的情況。用實(shí)驗(yàn)情況估算RC電路時(shí)間常數(shù),線(xiàn)路自定。3.RL方波響應(yīng)電路及時(shí)間常數(shù)估算，線(xiàn)路自定。4.RLC電路方波響應(yīng)：用示波器觀察RLC串聯(lián)電路的方波響應(yīng)、i波形5.用EWB仿真軟件，觀察RLC串聯(lián)電路的方波響應(yīng)、i波形。要求討論等幅震蕩的條件 二、 R、L、C元件參數(shù)的測(cè)量 1.用電壓、電流表判別黑匣子元件性質(zhì)； 2

3、. 用交流電壓、電流表及功率表分別測(cè)量R、L、C元件交流參 數(shù)，討論實(shí)驗(yàn)誤差引起的原因。 3.用EWB仿真軟件分別測(cè)量R、L、C元件交流的參數(shù)，方法自定，試驗(yàn)線(xiàn)路自擬。 三、正弦電源下電路穩(wěn)態(tài)特性的研究 1. 用示波器分別觀察R、L、C元件在正弦電源下響應(yīng)的電壓、電流波形。 2. 用示波器分別觀察R、L、C元件伏安關(guān)系曲線(xiàn)。3. 用示波器分別觀察RLC元件串聯(lián)的在正弦電壓情況下感性、容性和電阻性響應(yīng)的電壓、電流波形。實(shí)驗(yàn)員：龔勇 付祥翔 孫憂(yōu)富報(bào)告記錄：譚遠(yuǎn)（三）實(shí)驗(yàn)要求1. 自擬實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路，并畫(huà)出具體實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路。2. 自擬記錄表格記錄有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3. 記錄示波器，觀察電壓，電流波形。4. 研究

4、性實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考平常實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式，包括項(xiàng)目組人員及分工；主要內(nèi)容簡(jiǎn)述目的；實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形，曲線(xiàn)；實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析；實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的處理與心得等；所選儀器與設(shè)備型號(hào)等。5. 鼓勵(lì)增加自己感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。（四）實(shí)驗(yàn)任務(wù)1電路動(dòng)態(tài)過(guò)程研究（1）用示波器判別黑匣子元件性質(zhì)，方法自選，并確定元件參數(shù)值；電路原理圖如下圖所示:若黑匣子為電阻，則元件的波形圖為：若黑匣子元件是電容元件，則元件的波形圖為：若黑匣子元件是電感元件，則元件波形圖為：（2）RC電路的方波響應(yīng)：在RC電路用示波器觀察RC電路信號(hào)響應(yīng)波形。用實(shí)驗(yàn)方法估算RC電路時(shí)間常數(shù)，線(xiàn)路自定。電路仿真圖如下圖所示:所得方波圖形為:充

5、電時(shí)間常數(shù) T=R1R2*C/(R1+R2)放電時(shí)間常數(shù)T=R2*C(3)RL方波響應(yīng)及時(shí)間常數(shù)估算，線(xiàn)路自定。實(shí)驗(yàn)仿真圖如下圖所示 ：所得電感電壓波形圖：充電時(shí)間常數(shù)T=L*(R1+R2)/R1R2;放電時(shí)間常數(shù)T=L/R2;(4)RLC電路方波響應(yīng)：用示波器觀察RLC串聯(lián)電路的方波響應(yīng)Uc,i波形。仿真電路模型如圖所示：Uc,i方波響應(yīng)：2.R.L.C元件參數(shù)的測(cè)量（1）用電流電壓表判別黑匣子元件性質(zhì)；1. 調(diào)壓器提供實(shí)驗(yàn)電壓，電壓表監(jiān)測(cè)元件電壓，電流表監(jiān) 測(cè)元件電流，在被測(cè)元件兩端并接一只適當(dāng)容量的試驗(yàn)電容器，若電流表讀數(shù)增大則被測(cè)元件為容性；反之為感性。 實(shí)驗(yàn)操作如【11】圖接線(xiàn) 實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)果 據(jù)圖將電壓表和電流表的示數(shù)記錄到表-1中電壓電流電容器并入前電容器并入后 （2）用交流電壓表。電流表及功率表分別測(cè)量R.L.C元件的交流參數(shù)，討論誤差產(chǎn)生的原因。1.如下圖為電壓線(xiàn)圈支路前接法： 由圖可求功率表的讀數(shù) PW =PL+I²(RA+RWA)因而產(chǎn)生誤差P P=I²(RA+RWA)PL為ZL上的功率，為了減少測(cè)量誤差，應(yīng)使I²(RA+RWA)越小越好，故這種電路適用于RL(RA+RWA）的場(chǎng)合2.如下圖為功率表后接的方法測(cè)量R.L.C的交流參數(shù)（電阻。電容。電感相互調(diào)換即可）： 電壓線(xiàn)圈支路前接法和電壓線(xiàn)圈支路后接法是一種對(duì)偶電路，則分析方法可采用

7、對(duì)偶原理。由上圖可求功率表的讀數(shù) PW=PL+U²(1/RV+1/RWV)因而產(chǎn)生的誤差P P=U²(1/RV+1/RWV)為減小誤差，應(yīng)使P越小越好，這種電路適用于：RWVRL,RVRL。 3.實(shí)驗(yàn)表格及其數(shù)據(jù)接后式：測(cè)試記錄負(fù)載類(lèi)型U/VI/AP/W電壓線(xiàn)圈前接18.00.0781.40電阻器170.0821.3電感器740.0191.4電容器3.正弦電源下電路穩(wěn)態(tài)特性的研究（1）用示波器分別觀察R.L.C元件的在正弦電壓情況下響應(yīng)u,i的波形。電阻仿真電路圖如下圖所示：U,i波形圖：電感仿真電路圖如下圖所示：U,i波形圖：電容仿真電路圖如下圖所示：U,i波形圖：（2）

8、用示波器分別觀察R.L.C元件串聯(lián)的在正弦電壓情況下感性。容性和電阻性響應(yīng)u,i波形。容性電路響應(yīng)仿真電路圖及其u.i波形：感性電路響應(yīng)仿真電路圖及其u.i波形：電阻性電路響應(yīng)仿真電路圖及其u.i波形：（五） 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：雙線(xiàn)示波器 1臺(tái)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)黑匣子 1臺(tái)電阻箱 2個(gè) 電容器 1個(gè)電感器 1個(gè)電壓表 1個(gè)電流表 1個(gè)功率表 1個(gè)電容箱 1個(gè)單向調(diào)壓器 1臺(tái)（六）心得與體會(huì)： 通過(guò)這次電路課程研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，我們深深體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力及個(gè)人的動(dòng)手能力，這說(shuō)明我們?cè)趯W(xué)習(xí)中，不僅僅只注重學(xué)習(xí)，我們要學(xué)會(huì)融入團(tuán)隊(duì)，要具備動(dòng)手能力，要在某一方面擁有自己的特長(zhǎng)，這樣，我們不僅融入了社會(huì)融入了團(tuán)隊(duì)，社會(huì)與團(tuán)隊(duì)