任务4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析-电工技术（人民邮电出版社）

电工技术 人民邮电出版社 。 项目4 荧光灯照明电路的安装 ,任务4.1正弦交流信号的测试 ,任务4.2单一参数正弦交流电路的测试和分析 ,任务4.3多参数组合正弦交流电路的测试和分析 >4.3.1RLC串联电路特性的测试和分析 >4.3.2RLC并联电路特性的分析和测试 >4.3.3复杂正弦交流电路的分析 >4.3.4谐振电路的分析与测试 ,任务4.4荧光灯照明电路的安装与测试 2 2023-8-16 实训任务4.3 多参数组合正弦交流电路的测试和分析 4.3.1RLC串联电路特性的测试和分析 实训4-8：RLC串联电路特性的测试 实训流程： y家85c利 电感两端的电压波形 电路的电流波形 L1 50mH C1 10 Vpk 1uF 1kHz T 道A 数题 0 99.404n 反 T2-TI 16513 R1 的间轴 道D 100n 比例0网 (位置 置 电平 (a) (b) 图4.38 RLC串联电路特性的测试 2023-8-16 3 4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析 实训4-8：RLC串联电路特性的测试 (1)按图4.38(a)所示画好仿真电路。其中示波器A通道用于观察 测试电路的电流。电流探针XCP1输出电压与电流的比率设置为1m V/mA,即通道A图形上的电压1mV代表电流1mA。为了只显示交流分 量，示波器触发耦合方式采用AC(交流耦合)。 (2)图4.38（a)所示的示波器B通道用于测试电感L1两端的电压， 根据示波器面板（如图4.38(b)所示)回答下列问题： ①电感元件两端的电压与流过的电流之间的相位关系如 何？ ②写出电路电流的相量形式： (假定电流的初相 为0) 注意：写相量式时注意最大值与有效值间的换算。 ③写出电感元件两端电压的相量形式： (假定电 流的初相为0)。 4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析 实训4-8：RLC串联电路特性的测试 (3)用示波器B通道测试电容C1两端的电压，根据示波器面板回答下列 问题： ①电容元件两端的电压与流过的电流之间的相位关系如 何？ ②写出电容元件两端电压的相量形式： (假定电流的 初相为0)。 (4)用示波器B通道测试电阻R1两端的电压，根据示波器面板回答下列 问题： ①电阻元件两端的电压与流过的电流之间的相位关系如 何？ ②写出电阻元件两端电压的相量形式： (假定电流的初相为0)。 (5)用示波器B通道测试电源V1两端的电压（即串联电路的外加电压)， 根据示波器面板（如图4.39所示）回答下列问题 4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析 实训4-8：RLC串联电路特性的测试 ①外加电压与电流之间的相位关系 巴示波器-XSC 如何？ 电压波形 电流波形 ②写出外加电压的相量形式： (假定电流的初相为0)。 (6)画出电感电压、电容电压、 电阻电压的相量图，应用相量合成 的方法画出串联电路总电压的相量。 T1◆◆ 间 海A 0 293.253m6 30.115mW 9.997Y 反肖 (7)将画出的串联电路总电压的 233.404m5 54.131W 5.659Y T2-TI 151.5155 24.016mw 4.308V 保存 Ext.Trigger 相量与测试出的外加电压的相量进 时问超 通道A 通道D 被发 比W5o0DW 比0mwDw日比阀5Dw 边沿 F飞A五 行比较，这两者关系如何？ ×位置 5 ￥位置5 Y位置 电平 YT加t6AABK0DC c0DC-口先型正弦|速动「无 (8)改变电感、电容或电阻的参 图4.39 外加电压与电流的波形 数，观察外加电压与电流之间的相 位关系是否变化？ 4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析 1.电压与电流的关系 RLC串联电路如图4.40(a)所示，各元件的电压和电流为关联参 考方向。假设电路的电流 i=Im sin(ot+) 则由KVL得 u=uR +uL +uc 相量形式电路如图4.40(b) R 所示，可表示为 U=UR+UL+Uc + Uc (b) (c) 图4.40RLC串联电路 4.3.1RLC串联电路特性的测试和分析 1.电压与电流的关系 各代入相量表示式，可得 U-[R+jX.-jXc]i=(R+jX)i -R+j(L-i 设 Z=R+iX 则 U=zi 这就是欧姆定律的相量形式， 式中的复数Z称为复阻抗。 4.3.1 RLC串联电路特性的测试和分析 1.电压与电流的关系 相量图如图4.41(a)所示。从相量图可以看出构成了一个电压三角形， 如图4.41(b)所示。各电压有效值之间存在的关系为 U=/UR+Ux=/UR+(UL-Uc)2 0=arctan Ux=arctan UL-Uc UR UR 心=心+0g 心=心+0 UR 00 50 UR 0为端口电压与电流