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四川大学电气信息学院
电气工程及其自动化网络专升本
实验报告
实验课程：电工电子综合实践
实验名称： L、C元件上电流、电压的相位关系 班级：05秋电气工程及其自动化 姓名： 学号： VH1052U2003 日期： 2007-9-4
======================================================= 一、 实验目的：
1、进一步了解在正弦电压激励下，L、C元件上电流、电压的大小和相位关系，了解电路参数和频率对它们的影响。
2、学习用示波器测量电流、电压相位差的方法。 3、学习用数字相位计进行相位测量。
二、实验内容
1、用示波器分析电感L上电流、电压的数量关系。 （1）、L=2mH R=10Ω f=10KHz UsP-P=1.5V
(理论计算：XL=125.6Ω，Z=126Ω， IRP-P=0.0119A ,URP-P=0.119V，ULP-P=1.495V，阻抗角=85.45O)
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测出电感上电流与电压的波形如下图：
（1）实测：f=10KHz ，UsP-P=1.5V 时，测得：URP-P=0.13V，IRP-P=0.013A，ULP-P=1.5V，电感L上电流、电压的数量关系： ULP-P=ILP-P *XL=0.013*2*3.14*10*1000*2*0.001=1.632V 其中：XL =2*3.14*10*1000*2*0.001=125Ω 画出电感上电流与电压的相位关系：
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（2）f=10KHz ，UsP-P=3V
(理论计算：XL=125.6Ω，Z=126Ω， IRP-P=0.0238A URP-P=0.238V，ULP-P=2.99V，阻抗角=85.45O)
实测：实测：f=10KHz ，UsP-P=3V ，URP-P=0.24V，IRP-P=0.024A，ULP-P=1.5V，电感L上电流、电压的数量关系： ILP-P=IRP-P=URP-P/R=（0.24/10）=24mA
ULP-P=ILP-P*XL=0.024*2*3.14*10*1000*2*0.001=3.0144V XL =2*3.14*10*1000*2*0.001=125.6Ω （3）f=20KHz ，UsP-P=3V
(理论计算：XL=251.2Ω，Z=251.4Ω， IRP-P=0.0119A URP-P=0.119V，ULP-P=2.99V，阻抗角=87.7O)
实测：IRP-P=0.012A，URP-P=0.12V，ULP-P=3.0V 分析电感L上电流、电压的数量关系： ILP-P=IRP-P=URP-P/R=（0.12/10）=12mA
ULP-P=ILP-P*XL=0.012*2*3.14*20*1000*2*0.001=3.014V XL =2*3.14*20*1000*2*0.001=251.2Ω 电感上的电压比电流超前： φ=（12.5/50）*360=90O
信号频率对电感上电流、电压的影响：当信号频率提高时，感抗增大，电压增大，电流下降。
2、用示波器的波形测量法和李沙育图形法测量f=10KHz，UsP-P=3V时，UL与IL间的相位关系。
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（1）电感上电流与电压的波形：
电感上的电压比电流超前： φ=（12.5/50）*360=90O
（2）李沙育图形法：
φ=arcsin(2Y/2B)=arcsin(2.4/2.4)= 90O 相位计测得：φ=.950
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3、用示波器分析电容C上电流、电压的数量关系 （1） f=10Khz，Usp-p=1.5V
(理论计算：Xc=159Ω，Z=159.3Ω,IRp-p=9.4mA,Ucp-p=1.49V) 实测：URp-p=93.5mV，Ucp-p=1.45V
分析电容上电流与电压的数量关系： IRP-P=ICP-P=URP-P/R=（93.5/10）=9.35mA UCP-P= ICP-P*XC=159*9.4=1.5V
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（2） 使f=10KHz，Usp-p=3V，测得：URP-P=187.5mV，UCP-P=3.1V 分析电容上电流与电压的数量关系： IRP-P=ICP-P=URP-P/R=（187.5/10）=18.75mA UCP-P= ICP-P*XC=159*18.75=2.98V
4、用李沙育图形和波形法测Uc和Ic之间的相位关系。
电容上电流比电压超前： φ=（25/100）*360=90O
φ=arcsin(2Y/2B)=arcsin(3.0/3.0)= 90O 相位计测得：φ=.870
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5、将测量数据列入表1-1中
L=1.8~2mH C=0.1uF f=10KHz USP-P URP-P 0.13V 0.24V 0.12V 0.24V X 93.5mV 187.5mV IRP-P 0.013A 0.024A 0.012A 0.024A X 9.35mA oa ob 2B 2Y 波形法 X X X X X X 1250 .5 X X X X X X X X X X X X X X X 90O 90O X X X 90O 90O φ X X X .950 .950 X X X .870 .870 1.5V 3V f=20KHz 3V 波形法 李沙育法 f=10KHz f=20KHz 波形法 李沙育法 3V 3V 1.5V 3V 3V 3V 3V 2.2.4 4 X X X X X X 18.75mA 0.375V 37.5mA X X X X 187.5mV 18.75mA 25 100 X X 3.187.5mV 18.75mA X X 3.0 0 三、实验分析和体会：
1、用实验数据说明L、C上电流、电压的数值关系。 分析：通过实验数据的分析，可以得出：
电感上的电压与电流之间的关系符合 UL=IL*XL(XL=2πfL) 电容上的电压与电流之间的关系符合 UC=IC*XC(XC=1/(2πfC))
2、结论。
通过电感、电阻的串联试验，可得出电感上电压比电流超前90O
通过电容、电阻的串联试验，可得出电容上电流比电压超前90O 另外，信号频率对电感上电流、电压的影响：当信号频率提高时，感抗增大，电压增大，电流下降；信号频率对电容上电流、电压的影响：当信号频率提高时，容抗减小，电压下降，电流增大。
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