實(shí)驗(yàn)4RLC電路的穩(wěn)態(tài)特性【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．觀測(cè)RC、RL、RLC串聯(lián)電路的幅頻特性和相頻特性。2．學(xué)習(xí)用雙蹤示波器測(cè)量位相差?！緝x器用具】TDS2012數(shù)字示波器、FG-506A型功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、YB2173B數(shù)字交流毫伏表、電容、電感、電阻箱、接線板等?！驹砀攀觥吭赗C、RL和RLC串聯(lián)電路中，若加在電路兩端的正弦交流信號(hào)保持不變，則當(dāng)電路中的電流和電壓變化達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電流（或某元件兩端的電壓）與頻率之間的關(guān)系特性稱為幅頻特性；電壓、電流之間的位相差與頻率之間的關(guān)系特性稱為相頻特性。下面分三種串聯(lián)電路來(lái)分析。1．RC串聯(lián)電路（1）由（1）式可得到電路的總阻抗、電流的有效值、電阻兩端電壓的有效值、電容兩端電壓的有效值，以及電路電壓與電流之間的位相差分別為：（2）（3）（4）（5）（6）圖1圖2根據(jù)（6）式可畫(huà)出相頻特性曲線，如圖3所示。頻率很高時(shí)，趨于0，即電流與電壓同位相。為負(fù)值表示電流的相位超前于電源電壓的相位。我們可以利用RC電路的這種相頻特性，組成各種移相電路。圖32．RL串聯(lián)電路（7）由（7）式可得到電路的總阻抗、電流的有效值、電阻兩端電壓的有效值、電感兩端電壓的有效值、以及電路電壓與電流之間的位相差分別為：圖4圖5（8）（9）（10）（11）（12）若電壓有效值保持不變，根據(jù)（10）（11）兩示。都是頻率（即）的函數(shù)，它們都是隨著頻率的改變而改變。當(dāng)頻率很低（）時(shí)，電源電壓主要降落在電阻上；當(dāng)頻率很高（）時(shí)，電源電壓主要降落在電感上。我們可以利用RL圖6電路的這種幅頻特性組成各種濾波電路。根據(jù)（12）式可畫(huà)出RL電路的相頻特性曲線，如圖6所示。從圖6知道，當(dāng)頻率很低時(shí)，趨于0，即電流與電壓同相位；當(dāng)頻率很高時(shí)。趨于。為正值表示電壓的相位超前于電流的相位。同樣，我們可以利用RL電路的這種相頻特性，組成移相電路。3．RLC串聯(lián)電路圖7圖8RLC串聯(lián)電路的幅頻特性已在《RLC電路的諧振現(xiàn)象》實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)過(guò)，現(xiàn)在簡(jiǎn)單重溫它的相頻特性。串聯(lián)電路如圖7所示，電源電壓與電流之間的位相差為：（13）當(dāng)時(shí)，，電源電壓與電流的相位相同，電路呈電阻性，整個(gè)電路處于諧振狀態(tài)，此時(shí)（或），這個(gè)頻率稱為諧振圓頻率。當(dāng)時(shí)，，電源電壓的相位超前于電流，電路呈電感性，隨的增大而增大，趨于無(wú)窮大時(shí)，趨近于。當(dāng)時(shí)，，電源電壓的相位落后于電流，電路呈電容性，隨的減小而減小，趨于0時(shí)，趨近于。隨（即）的變化曲線如圖8所示。圖9【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】圖9為連接儀器用具的電路板。用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器正弦波輸出作為實(shí)驗(yàn)信號(hào)源。連接測(cè)量?jī)x器時(shí)，要將所有儀器的“接地線”（黑色的接線夾）接到接線柱“2”上，作為公共端。測(cè)量RC、RL幅頻特性時(shí)，雙針交流毫伏表左通道的兩條輸入導(dǎo)線分別接到“1”、“2”兩個(gè)接線柱上，其讀數(shù)作為監(jiān)測(cè)信號(hào)源的輸出電壓，實(shí)驗(yàn)要求對(duì)于各個(gè)不同的測(cè)量頻率信號(hào)源的輸出電壓U要始終保持不變。毫伏表右通道的兩條導(dǎo)線分別接到電路板“5”、“2”兩個(gè)接線柱上。測(cè)量時(shí)，雙刀雙擲開(kāi)關(guān)K撥向上方，毫伏表右通道測(cè)出電阻R兩端的電壓，撥向下方，測(cè)出電容（或電感）兩端的電壓（或）；做RC、RL、RLC相頻特性實(shí)驗(yàn)時(shí)，示波器CH1通道接到“1”、“2”兩個(gè)接線柱上，用于顯示輸入信號(hào)電壓的波形，CH2通道接到“5”、“2”兩個(gè)接線柱上，開(kāi)關(guān)K固定撥向上方（為什么？），用于顯示電阻上電壓的波形。我們用雙蹤顯示法測(cè)出一個(gè)周期的信號(hào)所對(duì)應(yīng)的水平距離，兩個(gè)信號(hào)之間的水平距離，利用公式計(jì)算出和之間的位相差（參閱《示波器的使用》實(shí)驗(yàn)中有關(guān)雙蹤示波器測(cè)位相差方法的內(nèi)容，注意取正值或負(fù)值的判斷方法）。實(shí)驗(yàn)前務(wù)必把圖9接線原理、雙刀開(kāi)關(guān)K的作用原理分析清楚。1．觀測(cè)RC串聯(lián)電路的幅頻特性按上述說(shuō)明，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、雙針交流毫伏表、電容箱、電阻箱分別接到電路板的相應(yīng)位置上(將L兩端短路，暫不接上示波器)，取R=500Ω，C=0.1μF。調(diào)節(jié)發(fā)生器使毫伏表左通