用Multisim14.0仿真电感L、电容C与电阻R的电压、电流相位关系

面对一个需要自学Multisim完成的作业，在这里记录一下学习过程~
（以免忘记这个软件咋用。。。）

Contents

1 实验目的

2 实验思路

3 原理图及结果

1.先来大体描述下 <实验目的>

① 搭建一个电路，包含取样电阻和待测元件（包括电阻R、电感L和电容C），二者为串联关系。
其中 取样电阻 作为 参考指标
②然后测出不同元件的波形图

乍一看有点懵，So，咋搞？

2. 来小白式解说下<思路>吧

首先心里大体有个数，这个电路应该长啥样呢？
也许大概差不多……就是这个 示意图 加上 测量仪器
（不要在意这个图上参数，这只是个示意图）

总之，就是电源 + 取样电阻 + 待测元件 + 能测电信号的东东（说白了就是电压表、电流表、示波器之类的）

器件	性能
电源	示意图里画的是个交流电压源，仿真时用函数发生器即可
取样电阻	R₀=24Ω（没必要太大，下面会谈到个人看法）
待测元件	待测电阻R₁=1kΩ（较大）电感L₁=10mH（较大）电容C₁=0.047uF（较小）
示波器	测量电信号（示波器反映的是元件两端的电压信号）

小备注 ：电源以信号源功能为主，因为要比较的是正弦交流电信号在不同器件上的波形差异，所以可以不考虑偏置（电源的能源功能）

Questions	个人理解
R₀较小	测量过程中，示波器的CH1反映的是 R₀ 和待测元件共同作用产生的波形，但我们想要的是待测元件的波形，所以要使取样电阻小一些，使其在串联情况下对CH1采集到的电信号影响小，可以忽略。
R₁较大	R₁作为待测元件，结合第一条，它对电路的影响应该足够大，从而使得与它串联的取样电阻R₀的影响可以忽略。
L₁较大	增大感抗（就类似于第二条用了一个大电阻增加阻抗），对电路影响起主要作用。
C₁较小	增大容抗（同上）

感抗 X_L：

容抗X_C：

同时，结合着这俩公式，很容易想明白
增大 X_L不仅可以选用较大电感L，还可以适当增大信号频率f
增大 X_C不仅可以选用较小电容C，还可以适当减小信号频率f

但我们用函数发生器设置好频率以后就懒得换了。。。
不然，每换一个待测元件测量时都要换一下频率怪麻烦的，所以实验中取了一个合适的频率~10kHz

哦！这个实验还要求U_pp=4V（峰峰值或者说最高峰与最低峰的差值）
所以这里设置函数发生器输出电信号的振幅为2V（2V-(-2V)=4V）

3. 然后摆上我画的<电原理图>（萌新作品）

也可以把那3个待测元件分别放到3个单独的电路里，懒得去画3个电路而已。。。

打眼一看就可以明白：
A通道（CH1）是并联在待测元件和 R₀ 两端，相当于采集的是这俩两端总共的电压波形。
B通道（CH2）是并联在 R₀ 两端，相当于采集的是R₀ 两端的电压波形，这个波形反映的即为电流波形。

至于这个图里为啥示波器负极要接地，因为实物操作的时候负极探头是接地（或悬空~内部本来就接地，悬空相当于接地）的。

下面的展示中，红色是待测元件两端的电压波形（实际为待测元件和取样电阻共同作用，只不过取样电阻被忽略了）；橙色为取样电阻两端的电压波形~ 除以电阻R₀即表示为电流波形

实验过程	实验结果
只闭合S₁	电阻R₁电压与电流相位差为0
只闭合S₂	电感L₁电压比电流相位超前 π/2
只闭合S₃	结论：电容C₁电压比电流相位滞后 π/2

网课期间。。。只能用仿真