实验七 RLC串联谐振电路

电工电子实验教学中心

学生实验报告

—— 学年第 一学期

实验课程 电路分析实验 实验室 电子技术实验室二实验地点 东区一教518 学 号 姓 名

1

实验项目 实验时间 实验台号 一、实验目的 RLC串联谐振电路 月 日 星期 ， 节 报告成绩 1、学习测定RLC串联谐振电路的幅频特性曲线； 2、观察串联谐振现象，加深对谐振电路特性的理解。 二、实验仪器 1、电路分析实验箱 2、数字万用表 3、交流毫伏表 （双通道） 4、双踪示波器 5、信号发生器 三、实验原理 1、在R、L、C串联电路中，总阻抗是电源频率的函数，即Z?R?j(?L?1) ?C 改变角频率，Z会发生变化，回路中的电流I=Us/|Z|也会发生相应的变化。 1当?L?时，|Z|最小，如果Us 一定，此时回路中的电流I最大，这种现象称为?C该电路发生了串联谐振。谐振时的频率称为谐振频率，又称为电路的固有频率，即 ?o?11 或者f0? LC2?LC上式表明，电路的谐振频率，与电阻的大小无关，仅与L、C有关。要实现电路的谐振，通常可以采取以下两种方法来调谐： 一是固定L、C而调节信号源频率f（常用）； 二是固定信号源频率而调节电容。因为电感的调节范围有限，而且电容调节方便。 电路处于谐振状态时的特征： ①电感电压与电容电压数值相等，而相位相反。此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍，Q称为品质因数 。 2

Q?Q??LUUL?oL11???0,Q?C??USR0R?rUS?0CR0?0C(R?r)1LR?rC注意：上式中的r是电感的直流等效电阻。 ②复阻抗Z达到最小，电路呈纯电阻性，回路中的电流与输入电压同相位。 U③在激励电压为定值时，回路中的电流达最大值，即I=I0=s R串联回路的电流与电源频率的关系称为电流的幅频特性I(f)，表明其关系的图形称为幅频特性曲线，图形如下 图6-1 幅频特性曲线 四、预习要求 1、复习理论课有关频率特性和谐振的内容。 2、根据所用电路元件参数值，估算电路的谐振频率，用铅笔填在表格里。 五、实验内容 连接电路，C=0.5μF，L=100mH，R=10Ω。注意仪器的正确连接方式。信号源输出正弦电压Us=0.3V ，频率从100HZ开始增加。 图6-2 RLC串联谐振实验电路图 1、测量谐振频率fo 将交流毫伏表接在R两端，观察UR的大小。调整信号源频率，当毫伏表指示值最大 3

时，电路即发生了串联谐振(确认信号源Us=0.3V），此时的频率即fo ，电流即为Io=UR/R。填在表6-1相应格内。 注意：调整频率时，速度要适中，注意观察毫伏表的指针摆动情况；若不太明显或数据变化较乱，可以用示波器并联在R两端观察波形。 2、测定电路的幅频特性 计算I=0.707Io值，并测定该值所对应的频率f2、f1值，通频带即Δf=|f2-f1| 。在曲线的两侧对应0.5I0位置再测定两点f3、f4，即可绘制幅频特性曲线。数据记录在表格6-1中。 注意：在谐振频率fo附近可以多选取几个测试点，以便更准确地绘制幅频特性曲线。 3、改变元件参数，测量不同Q值下的幅频特性，完成表6-1。 ⑴保持C=0.5μF， L=100mH不变，改变电阻R=100Ω ； ⑵保持C=0.5μF，R=100Ω不变， 改变电感L=200mH。 注意： ①测量顺序：Io--0.707Io--0.5Io； ②在改变频率和电路形式时，要保证信号源的幅值Us=0.3V始终不变。 4、Q值的测定 (1)用毫伏表测L(或C)上两端在谐振时的电压，此值除以Us即Q值； Q1= ；Q2= ；Q3= ； (2)用数字万用表电阻挡测L的直流电阻r(R0?R?r)并代入前面的公式，看它们的Q值误差有多大。 r100= ；r200= ； 六、数据记录及处理 4

表6-1 串联谐振测量数据记录表 频率f 电流I（mA） f 3f 1f 0f 2f 41I0 21I0 2I0 1I0 21I0 2R=10Ω，I/mA L=100mH f/Hz R=100Ω I/mA L=100mH f/Hz R=100Ω I/mA L=200mH f/Hz 根据实验数据，在坐标纸上绘出三种取值情况下的幅频特性曲线，并作简要分析；总结R、L、C串联谐振电路的主要特点。 七、思考题 5

1、用哪些实验方法可以判断电路处于谐振状态？ 2、在谐振实验电路中必须外加电阻R吗？为什么？ 八、实验体会 6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ga3f.html