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实验实验 RLC RLC 串联电路的稳态响应串联电路的稳态响应 实验实验 RLCRLC 串联电路的稳态响应串联电路的稳态响应 在RLC串联电路上加一个正弦电压时，电路中各元件上的电压会随着输入频率的改变 而改变，回路电流和电源电压之间的相位差也会随之改变。前者是幅频特性，后者是相频 特性。本实验就 RL、RC 电路的幅频特性和相频特性进行研究，以加深对这些基本规律的 理解。对于RC电路，还将进一步研究其相移作用。 实验目的实验目的 实验目的实验目的 1. 研究RL、RC串联电路对正弦交流信号的响应，了解电路的物理本质。 2. 学习用示波器测量两个电压波形相位差的方法。 3. 复习巩固交流电路的矢量图解法。 实验仪器实验仪器 实验仪器实验仪器 1． RLC电路实验仪 （DH4503－2型） 实验仪包含了电感箱、电阻箱和电容箱，以及信号发生器在同一面板上。 2． 数字实时存储示波器 （TDS210型） 其仪器介绍及使用方法见讲义 《示波器的使用——数字存储示波器的使用》。 实验原理实验原理 实验原理实验原理 1. RL串联电路的相频特性和幅频特性 图 1 所示是以正弦电压推动 的RL 串联电路。因为 Ri(t) + U (t) = U cos ωt ,所以回路电流和电感器上的电压 L m 都会随时间正弦函数改变。我们可以利用复数的形式去解 i t( ) 电路,解完之后再对 和U (t) 分别取实数部分。 L 电路的总阻抗为 Z = R + jωL （1） [ jωt ] ① 假设 U (t) = U cosωt = Re U e （2 ） i m m U 那么回路电流为 i t( ) = m cos(ωt+φ ) （3 ） Z ωL ② 2 2 2 − 1  其中 Z = R + ω L ，φ = − tan   （4 ）  R  可以看出，当电路参数R 、L 确定时，阻抗值会随着的ω 增大而增大；回路电流和信 号源电压之间的相位差φ 也会随着的ω 的变化而变化，在低频时接近于 0，而高频时则接 π 近于- ，整个电路基本呈现感性。 2 可证明:这个电路中，电阻器两端电压(或电感器两端的电压) 的半功率角频率是 ①Re( )表示取复数的实部②该实验中的相位差是指电流与电压之间的，与理论书相反 1 R ω 1 = ，所以式(3)可改写为 2 L U m   R − 1 ω  φ i t( ) == cos(ωt+φ )