电路实验6.RLC串联谐振

《电路实验6.RLC串联谐振》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验六RLC串联谐振电路的研究一、实验目的1.学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。2.加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。二、实验原理1、谐振电路的组成当含有电感L、电容C的一端口网络的端口电压与端口电流同相位，呈现电阻性质时，则称该一端口网络处于谐振状态。通过调节网络参数或电源频率，能发生谐振的电路，称为谐振电路。谐振是线性电路在正弦稳态下的一种特定的工作状态。2、电路谐振的条件由电阻R、电感L和电容C串联组成的一端口网络如图1所示，该网络的等效复阻抗是电源频率的函数。根据谐振的定义，当发生谐振时，其端

2、口电压与端口电流同相位。满足此条件的复阻抗的虚部应该为零，即亦即得到谐振角频率为，有3、谐振电路的特性电路达到谐振时，XL＝Xc，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压Ui同相位。从理论上讲，此时Ui＝UR＝UO，UL＝Uc＝QUi，有式中的Q称为电路的品质因数。在电路的L、C和信号源Us不变的情况下，不同的R值将得到不同的Q值，如图2所示，Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。4、品质因数Q的测量方法一是根据公式测定，Uc与UL分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压。另一方法是通过测量谐振曲线的通

3、频带宽度△f＝f2－f1，再根据求出Q值。式中fo为谐振频率，f2和f1是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的0.707倍时的上、下频率点。三、实验内容和步骤1、实验设备图3、实验单元HE-15的串联谐振电路图4、正弦信号从虚拟信号发生器输出，输出线使用双鳄鱼夹信号线，输出到谐振电路的激励端口上在虚拟信号发生器输出有效值3V的正弦信号图5、真有效值交流毫伏表，用来测量电路中的电压。1、在不了解实验电压大小的情况下，应先选择较大量程，测量时逐步切换至合适量程；2、L、C上的电压大于R上电压，测量时应注意切换量程；3、当电压超量程报警时应先拔下输入导线，然后按复位按钮，

4、告警消失后切换至较大量程再进行测量。2、实验步骤(1)利用HE-15实验箱上的“R、L、C串联谐振电路”，按图6组成监视、测量电路。选C1=0.01μF。用交流毫伏表测量电压，用示波器监视信号源输出（可选）。令信号源输出电压Ui=3V，并保持不变。(2)找出电路的谐振频率f0，其方法是，将毫伏表接在R(200Ω)两端，维持信号源的输出幅度不变，令信号源的频率由小逐渐变大，当Uo的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f0，并测量UC与UL之值。本步骤的注意事项：实验电路谐振时Uo的大小并不等于输入电压f0应至少精确到100Hz测量UC和UL注意及时更换毫伏

5、表的量限(3)在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1KHz，依次各取8个测量点(即总测量点数为17个），逐点测出UO，UL，UC之值，记入数据表格。f(KHz)UO(V)UL(V)UC(V)Ui=3v,C=0.01μF,R=200Ω,fo=,f2-f1=,Q=(4)选C1=0.01μF，R2=1KΩ,重复步骤2，3的测量过程测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，不必完全拘泥于500或1KHz的频率变化要求测量UL与UC时毫伏表的“＋”端接C与L的公共点，其接地端分别触及L和C的近地端N2和N1。注意观察UL与UC出现最大值的频率与谐振频率f0的关系四、注意

6、事项五、思考题根据实验线路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值？如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些4.电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大，如果信号源给出3V的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测UL和UC，应该选择用多大的量限？5.要提高R、L、C串联电路的品质因数，电路参数应如何改变6.本实验在谐振时，对应的UL与UC是否相等？如有差异，原因何在？