L、C元件上的电流电压相位关系实验报告

2023年11月30日发(作者：进口路虎极光2020款价格)

四川大学网络教育学院

实验报告

实验名称: L、C元件上电流电压的相位关系

学习中心 兴城奥鹏学习中心 姓 名 杨井均 学 号 2

实验内容:

在正弦电压激励下研究L、C元件上电流，电压的大小和他们的相位

关系，以及输入信号的频率对它们的影响，学习示波器、函数发生器

以及数字相位仪的使用。

电感两端的反向电动势 跟通过 电感的电流的变化率成 正比( E=L(di/dt),L是电感 ),因此

电路刚刚接通的时候电流的变化最大,此时若电感L很大则E则可能很大(可能是两端电动势

U的几十甚至上百倍).

因此当电路稳定的时候(电流的变化率为0,di/dt=0,反向电动势E=0,),此时在电感上的电压

只有电源加在其上面的U(U=i*R,i为电路稳定时的电流,R为电感的阻抗),而U比电流刚刚接

通时电感上的反向电动势E小得多.

顺便说一下,日光灯的起辉器就是利用这个原理做成的,利用刚接通瞬间的高压来工作的,

在交流电路中，纯电感.纯电容.纯电阻上电压与电流的相位关系是:

纯电容上的电压超前电流90度.

纯电感上的电压滞后电流90度.

纯电阻上的电压与电流同相位.

图文：用双线示波器显示电压与电流的相位关系

在交流电路中，电动势、电压、电流的大小和方向都随时间作周期性变

化，带来了一系列区别于直流电的特性。

研究元件在电路中的作用，首先是弄清楚元件上电压和电流的关系。一

是了解电压和电流的有效值（或峰值）之间的关系。电压有效值和电流有效

值之比。叫做元件的阻抗。再是了解电压和电流之间的相位关系，即了解电

压和电流的变化步调是否一致，如果不一致，它们之间的相位差等于多少？

后面的几张彩图将对这些问题作出说明。

由于示波器上显示的是电压波形，如果观察通过元件的电流波形，必须

将一个电阻与待测元件串联。因为电阻上电压与电流的相位相同，待测元件

上的电压与串联电阻上电压的相位关系，反映了待测元件上电压与电流的相

位关系。

电路示意图（附图11）中的电源是音频讯号发生器（频率调至1000赫，

输出电压调至1伏左右），电容器（C＝0．5微法），带铁心线圈（L＝45毫

亨）及电阻（R＝500Ω）。引出线分别接至双线示波器的Ⅰ线、Ⅱ线输入端。

接通电源，经过调整后，可在示波器的荧光屏上看到稳定的两条波形曲线。

单刀开关接至电容器时，可以看到电流的相位比其两端电压的相位超前π／

2；而接至带铁心的线圈时，则通过电感的电流相位比其两端的电压相位落后

π／2。彩图所示为电容上电压与电流的相位关系，其中振幅大的为电压波形。

由于示波器各引线的负端在示波器的内部是相连的，因此引线的负端都

必须接在a点（见附图11），这样就必然给Ⅰ线Ⅱ线的波形之间引入180°

的相位差。为了正确反映波形的相位关系，需要在电阻两端连接一反相器（电

路中未画出），然后接入示波器Ⅰ线输入。