电路分析（电工基础）-R、L、C元件阻抗特性的测定
一、实验目的
1. 验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R～f、XL～f及Xc～f特性曲线。
2. 加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系。
二、实验内容及过程（实验原理、主要内容及操作步骤）
- 原理说明：
在正弦交变信号作用下，R、L、C电路元件在电路中的抗流作用与信号的频率有关，它们的阻抗频率特性R～f，XL～f，Xc～f曲线如图14-1所示。
元件阻抗频率特性的测量电路如图14-2所示。
图中的r是提供测量回路电流用的标准小电阻，由于r的阻值远小于被测元件的阻抗值，因此可以认为AB之间的电压就是被测元件R、L或C两端的电压，流过被测元件的电流则可由r两端的电压除以r所得。
- 实验设备准备：
- 实验内容及操作步骤：
测量R、L、C元件的阻抗频率特性
通过电缆线将低频信号发生器输出的正弦信号接至如图14-2的电路，作为激励源u，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为U＝3V，并保持不变。
使信号源的输出频率从200Hz逐渐增至5KHz（用频率计测量）， 并使开关S分别接通R、L、C三个元件，用交流毫伏表测量Ur，并计算各频率点时的IR、IL和IC(即Ur/r)以及R=U/IR、XL=U/IU及XC=U/IC之值。
注意：在接通C测试时，信号源的频率应控制在200～2500Hz之间。
实验图如下：
(调节激励电压有效值为3V)
（仿真软件调节节激励电压有效值为3V）
（从中也可看出实验室30Ω电阻损耗 后用200Ω代替）
（在实验室时所测量的关于电阻、电容、电感阻抗频率的数据图）
（关于电阻阻抗频率的仿真实验）
（关于电容阻抗频率的仿真实验）
（关于电感阻抗频率的仿真实验）
三、实验数据处理及分析
由实验所测得数据我们可以画图得：
1绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线。
（R的阻抗频率特性曲线）
由图可得，电阻元件的阻抗与频率无关，其近似为直线
（C的阻抗频率特性曲线）
由图可得，电容元件的阻抗随频率增大而减小
（L的阻抗频率特性曲线）
由图可得，电感元件的阻抗随频率增大而增大
四、实验注意事项
交流毫伏表属于高阻抗电表,测量前必须先调零；
五、预习思考题
- 测量R、L、C各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可否用一个小电感或大电容代替？为什么？
答：小电阻拿来起限流作用。为什么是小电阻，因为测量仪器电流较小。电阻与频率无关。测量电感，电容取决于测量频率。测量频率高容抗小，压降大；测量频率低感抗小，压降大。压降大就会影响测量输出。电阻是用来减小压降的。不可以用小电感或大电容代替，电路中，电阻阻值和电感的感抗都是相量,电阻的相角和电感感抗的相角相差90°，不能用小电感或大电容代替。（由于实验时间不够，关于阻抗角的实验来不及做，通过网上查询得到）
六、心得体会及其他
答：1当在实际实验电阻出问题时，要考虑电路中设备损坏问题，通过将其短路测试；可另外用其他近似值电阻代替，就如同这次试验30Ω电阻出现问题时，我们将其换成了200（实验电板上与30Ω最近值）；
2电阻元件的阻抗与频率无关，其特性曲线近似为直线；
3电容元件的阻抗随频率增大而减小；
4电感元件的阻抗随频率增大而增大；
5实验过程并不是一切顺利，或偶然误差或系统误差，在实验室中进行实验时，由于实验仪器的老旧或精确度的不足或是有些实验仪器的损坏，导致实验数据有偏差，此时就需要我们细心分析结果利用仿真软件进行对比分析，重复实验得出结果，从而做出适当调节。
