电工电子实验第五次课课件.ppt

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1、电工电子实验（1）第五次课串联谐振电路P68互感和变压器参数测量P74一、串联谐振电路P68右图是RLC串联电路的频域表示。VS是正弦交流电压，作为电源的负载阻抗Z=R+j[ωL－1/(ωC)]，它是角频率ω的函数。其中R=Rt+Rr，Rr为电感的等效电阻。Rt20RrjL－j1CVsRLC串联电路CL回路电流I与输入信号的频率关系曲线称为串联谐振特性曲线，如图下图所示。f0fR大R小II00.707I0f1f2特性曲线可见，回路电流I随输入信号频率的改变而变化。RLC串联电路谐振时（ω=ω0），I达到最大值I=I0，且与输入电压同相。此时的频率

2、f0称为谐振频率。对应I=0.707I0的频率称为半功率点频率，分别为f1，f2。半功率点的电压与电流相位差为45°串联谐振电路原理电路串联谐振时有如下特点：1．感抗等于容抗：XL0－XC0=02．谐振频率：ω0=1/f0=1/(2π)3．等效阻抗最小且为纯电阻：Z0=R=Rt+Rr4．回路电流最大：I0=VS/R5．L和C上的电压：VC0=VL0=QVS6．电路Q值：Q=ω0L/R=1/(ω0RC)=/R=f0/(f2－f1)7．通频带：B=f2－f1=f0/Q=R/(2πL)串联谐振电路原理1、测量谐振频率f0:调整信号源频率，根据谐振时回路电流最

3、大，即电阻Rt上电压VRt最大，找出谐振频率f0。即：正弦波监测VS=1V测量接线图一调整信号源频率时一方面注意观察毫伏表读数是否为最大值，同时注意保持（调信号源电压幅度）示波器读数VSPP=2.8V。串联谐振电路测量2、测量谐振频率f’0和电阻Rt的电压VRt0:调整信号源频率，根据谐振时回路电流与输入电压同相，找出谐振频率f’0。即：正弦波监测VS=1V测量接线图二连接示波器CH2。调整信号源频率时一方面注意观察示波器显示的两路正弦波是否同相，同时注意保持示波器读数VSPP=2.8V。两条件同时满足时，信号发生器的频率即为f’0，毫伏表的读数即为V

4、Rt0。串联谐振电路测量正弦波监测VS=1V测量接线图三3、测量谐振时电容C的电压VC0:将测量接线图二改接三根连线（如测量接线图三中绿线），毫伏表的读数即为VC0(注意：毫伏表需换档)。串联谐振电路测量4、测量谐振时电感L的电压VL0:正弦波监测VS=1V测量接线图四将测量接线图三改接两根连线（如测量接线图四中紫线），毫伏表的读数即为VL0。串联谐振电路测量5、测量半功率点频率f1和f2:恢复测量接线图二，降低信号源频率（小于f0），一方面使示波器显示的两路正弦波相位差为45º，同时注意保持示波器读数VSPP=2.8V。两条件同时满足时，信号发生器的

5、频率即为f1，(此时毫伏表的读数应为0.707×VRt0)。升高信号源频率（大于f0），一方面使示波器显示的两路正弦波相位差为45º，同时注意保持示波器读数VSPP=2.8V。两条件同时满足时，信号发生器的频率即为f2，(此时毫伏表的读数应为0.707×VRt0)。串联谐振电路测量6、验证Q值：根据教材P70表2-11-1中两个Q值的计算公式，将前面相关实测数据代入公式计算Q值，理论上两个Q值应相等。若误差大于10%，应考虑前面的测量数据可能有误，应分析出错的原因并重测数据。串联谐振电路测量Q=f0/(f2－f1)7、测量并记录表2-11-1各频率下的

6、VRt：接线如测量接线图二，在2kHz～20kHz频率范围内从低到高依次改变频率，用毫伏表测量并记录各频率下的VRt，计算I值。为了保证测量数据有效，每次改变信号源频率后都需重调信号源输出电压幅度，使示波器读数VSPP=2.8V。串联谐振电路测量实验思考题2.串联谐振时，Vrto为什么不等于Vs?答：理论上是相等的，但是实际上不是，原因是电感上的绕线电阻与串联电路相比不可忽略，绕线电阻分压了。实验思考题3.分析电路中R的大小对Q值的影响。Q值的大小对通频带B及I—f串联谐振曲线形状的影响。答：R增大：不影响fo；Q变小；B变宽；I—f串联谐振曲线变矮胖

7、。R减小：不影响fo；Q变大；B变窄；I—f串联谐振曲线变瘦高。实验思考题4.可以根据半功率点Vrt=0.707Vrto的结论，用交流毫伏表测量电压的方法确定半功率点的频率。简要叙述测试方法。答：调节频率，保证Vs=1V，找到Vrt=0.707Vrto的两个半功率点。实验思考题5.用一只标准电容器，运用谐振原理设计测试未知电感的方案。画出测试电路，简要说明测试原理。答：调整信号源，使电路产生谐振。当电路谐振时有ωoL=1/(ωoC)，根据此公式可求出L实验思考题6.带通电路，设R、L、C均为理想元件，已知：R的值，谐振点频率fo，两个半功率点频率f1，

8、f2，求：L和C的值。答：由Q=ωoL/R=1/(ωoRC)=/R=fo/(f2－f1)得Q值