实验8 RLC正弦稳态电路的研究
更新时间:2024-06-17 08:47:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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电路分析实验报告册
实验八 RLC正弦稳态电路的研究
一、实验目的
(1) 通过对RLC串联电路频率特性的测量与分析,加深对频率特性曲线的理解。 (2) 进一步理解串联谐振的特点及改变频率特性的方法。 二、实验仪器
(1) 函数信号发生器 (2) 双踪示波器 (3) 实验箱 三、实验原理和电路
含有电感、电容和电阻元件的有源网络,在电源的某些工作频率上,会出现元件两端电压和电流相位相同的情况,称电路发生谐振。能发生谐振的电路,称为谐振电路。
(1) RLC串联电路中幅频特性和相频特性
在RLC串联电路中,若施加正弦交流电压,则电路中的电流和各元件上的电压将随电源频率的不同而改变,电流和电源电压间、各元件上的电压和电源电压间的相位差也随电源频率的不同而变化。前者的函数关系称为幅频特性,后者的函数关系称为相频特性,即RLC电路的稳态特性。
电路图8-1:
图8-1 RLC串联谐振电路
(2) RLC串联电路的基本计算 由基本计算公式:
?URz?R??UR?j(2?fL?
1)2?fC串联谐振条件: 2?fL?11,即f =fo? 。f0为谐振频率,且仅与C、L有关。 2?fC2?LC 电路分析实验报告册
?值最大。有: 此时输出电压UR??U? URM随着输入频率相对谐振频率f0的增加或减小,输出电压UR都会减小,但幅度下降到最大值的
12(即:0.707URM)时,会对应两个输入频率:fH和fL,我们分别称之为通频带的上限截止频率和下限截止频率。
21?RR?1????fH?????2??2L?2L?LC???
21?RR1??????fL??????2??2L2LLC????通频带为 BW?fH?fL
?相位和电流相位(即电阻R上的电压U?相位)差为 在谐振频率处的输入电压UR2?fL?12?fC?0
?o?tg?1R在上下限截止频率处2?fL?1??(R),所以相位差为: 2?fC?H??45?
?L??45?这说明当频率高于f0时,RLC串联回路中电感的感抗起主导作用,所以相位滞后于输入电压相位;当频率低于f0时,RLC串联回路中电容的容抗起主导作用,所以相位超前于输入电压相位。
四、实验内容及步骤
(1) RLC串联谐振特性研究:
1) 按图8-1连接电路。信号发生器产生一个信号幅度为4Vp-p的正弦波接入电路。 2) 首先计算出电路的中心频率(单位为Khz,小数点后保留4位有效数字),并把信号发生器
的频率设置为此数值。示波器2路通道,同时接输入和输出,观察此时的电压UR和相位差,调整输入频率,使得输入与输出相位差为零。记录此时的电压值UR和中心频率fo. (2) 减小输入频率,使输出电压降为0.707UR ,记录此时的频率值fL、相位差,填入表格; (3) 增大输入频率,使输出电压降为0.707UR ,记录此时的频率值fH、相位差,填入表格。
电路分析实验报告册
表8-1 RLC串联电路的特性参数的测量
UR计算值(V) f计算值(kHz) UR测量值(V) f测量值(kHz) 相位差计算值(度) 相位差测量值(度) BW?fH?fL计算值(kHz) BW?fH?fL测量值(kHz) 0.707URM= fL= 0.707 UR= fL= φL= URM= fo= UR= fo= φo=0 0.707URM= fH= 0.707UR= fH= φH= 相位差的测量和计算参考下图:
图8-2 相位差的测量
注意:在改变信号源频率时,特别注意保持输入电压的幅度始终等于4Vp-p。 五、实验报告要求(请在下面的空白页中完成,上面已有的表格除外)
(1) 回答预习思考题;
(2) 请在下面的幅频特性曲线中的恰当位置标出实验数据:
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