rlc电路谐振特性研究实验报告思考题

RLC电路谐振特性研究

大学物理实验RLC电路谐振 特性研究

深圳大学物理实验中心

RLC电路谐振特性研究

实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求

一、实验目的研究研究交流电路的谐振现象， 研究研究交流电路的谐振现象，认 识RLC电路的谐振特性； RLC电路的谐振特性； 电路的谐振特性 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 . RLC

RLC电路谐振特性研究

实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求

二、实验原理1、RLC串联电路的谐振 、 串联电路的谐振I= U = Z U R总 + (ωL 2

C

L U

R

1 ωL 电压与电流的位相差为 ωC Φ = arctan R 1 ωL =0 Z有一极小值，I 有一极大值 有一极小值， 当 ωC 1 此时的圆频率称为谐振圆频率 谐振圆频率ω 此时的圆频率称为谐振圆频率ω0 ω0 = LC ω0 L 1 L UL 1 Q= = = = ω0 1 f0 = = ω 0 CR U R R C 2π 2π LCQ: ——品质因素 ——品质因素

1 2 ) ωC

I

~

RLC电路谐振特性研究

实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求

二、实验原理

RLC电路谐振特性研究

大学物理实验RLC电路谐振 特性研究

深圳大学物理实验中心

RLC电路谐振特性研究

实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求

一、实验目的研究研究交流电路的谐振现象， 研究研究交流电路的谐振现象，认 识RLC电路的谐振特性； RLC电路的谐振特性； 电路的谐振特性 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 . RLC

RLC电路谐振特性研究

实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求

二、实验原理1、RLC串联电路的谐振 、 串联电路的谐振I= U = Z U R总 + (ωL 2

C

L U

R

1 ωL 电压与电流的位相差为 ωC Φ = arctan R 1 ωL =0 Z有一极小值，I 有一极大值 有一极小值， 当 ωC 1 此时的圆频率称为谐振圆频率 谐振圆频率ω 此时的圆频率称为谐振圆频率ω0 ω0 = LC ω0 L 1 L UL 1 Q= = = = ω0 1 f0 = = ω 0 CR U R R C 2π 2π LCQ: ——品质因素 ——品质因素

1 2 ) ωC

I

~

RLC电路谐振特性研究

实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求

二、实验原理

RLC串联谐振电路的实验报告

（1）实验目的：

1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。

2.掌握谐振频率的测量方法。

3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。

(2)实验原理：

RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω

0 =1/LC，谐振频率f

=1/2πLC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R

和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω

0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω

时，电路呈感性，阻抗角φ>0。

1、电路处于谐振状态时的特性。

（1）、回路阻抗Z

0=R,| Z

|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。

（2）、回路电流I

0的数值最大，I

=U

S

/R。

（3）、电阻上的电压U

R 的数值最大，U

R

=U

S

。

（4）、电感上的电压U

L 与电容上的电压U

C

数值相等，相位相差180°，U

L

=U

C

=QU

S

。

2、电路的品质因数Q

电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即：

Q=U

L （ω

）/ U

S

= U

C

（ω

）/ U

S

=ω

L/R=1/R*

（3）谐振曲线。

电路中电压与

RLC串联谐振电路的实验报告

（1）实验目的：

1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。

3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。

(2)实验原理：

RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω0 =1/LC，谐振频率f0=1/2πLC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。

1、电路处于谐振状态时的特性。

（1）、回路阻抗Z0=R,| Z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2）、回路电流I0的数值最大，I0=US/R。 （3）、电阻上的电压UR的数值最大，UR =US。

（4）、电感上的电压UL与电容上的电压UC数值相等，相位相差180°，UL=UC=QUS。 2、电路的品质因数Q

电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即：

Q=UL

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

电路实验思考题

虚拟实验

1. 在EWB5.0中，如何使读数及其波形定格？

答：是读数及其波形定格有两种方法。一是在接通电源进行仿真前进行一下设置：“analysis”→“Analysis Options”→“Instruments”→选定“Pause after each screen”；另一是在接通电源进行仿真后按下“Pause”按钮。

2. 在EWB5.0中，如何使示波器中已经定格的波形上下左右移动？

答：在示波器界面上调整“X position”的数值即可使已定格的波形左右移动，调整“Y position”的数值即可使已定格的波形上下移动。

伏安特性的测绘

1. 图2中，R的作用是什么？如果取消R，会有什么后果？

答：图2中，电阻R为限流电阻，其作用是保护二极管。二极管加正向电压超过其导通电压时相当于导线，如果取消电阻Ｒ，接通电源时当加在二极管两端的正向电压超过二极管的导通电压时，流过二极管的电流就会很大，可能会击穿二极管。 ２．记下二极管、稳压二极管的型号、符号，理解其含义。 答：本实验中使用的半导体二极管型号为2CP15。“２”表示二极管、“Ｃ”表示二极管为硅材料二极管、“Ｐ”表示二极管为普通二极管、“１５”是二半导体二极管极管

实验二十一 RLC电路特性的研究

【实验目的】

1、了解并观察RLC电路的谐振和滤波特性

2、了解并观察RLC电路的稳态和暂态过程 【实验内容】

1、观测RC和RL串联电路的幅频特性和相频特性

2、了解RLC串联、并联电路的相频特性和幅频特性 3、观察和研究RLC电路的串联谐振和并联谐振现象

4、观察RC和RL电路的暂态过程，理解时间常数τ的意义 5、观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律 【实验原理】

图1RC串联电路 图2 RC串联电路的相频特性

（一）RC串联电路的稳态特性

1、RC串联电路的频率特性 在图1所示电路中，电阻R、电容C的电压有以下关系式：

I?UR2?(12)?C，UR?IR，UC?I1，???arctan ?C?CR其中ω为交流电源的角频率，U为交流电源的电压有效值，?为电流和电源电压的相位差，它与角频率ω的关系见图2，可见当ω增加时，I和UR增加，而UC减小。当ω很小时?→-π/2，ω很大时?→0。

2、RC低通滤波电路如图3所示，其中为Ui输入电压，U0为输出电压，则有

UU011?，其

实验五 RC频率特性和RLC谐振综合实验

一、实验目的

1、研究RC串、并联电路及RC双Ｔ电路的频率特性。

2、学会用交流毫伏表和示波器测定RC网络的幅频特性和相频特性。 3、熟悉文氏电桥电路的结构特点及选频特性。

4、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）、通频带的物理

意义及其测定方法。

5、学习用实验方法绘制R、L、C串联电路不同Q值下的幅频特性曲线。

二、实验原理

1、RC串并联电路频率特性

图5-1所示RC串、并联电路的频率特性：

?UN(j?)?ｏ??Ui113?j(?RC?)?RC

图5-1

其中幅频特性为：A(?)?Uo?Ui132?(?RC?12)?RC

?RC?相频特性为：?(?)??o??i??arctg31?RC

幅频特性和相频特性曲线如图5-2所示，幅频特性呈带通特性。

当角频率??11时，A(?)?，?(?)?0?

3RC1。 2?RC图5-2

uO与uI同相，即电路发生谐振，谐振频率f0?也就是说，当信号频率为f0时，RC串、并联电路的输出

电压ｕO与输入电压uI同相，其大小是输入电压的三分之一，这一特性称为RC串、并联电路的选频特性，该电路又称为文氏电桥。

测量频率特性用?逐点描绘

实验七 RLC串联谐振电路的研究

一、实验目的

（1）测定RLC串联电路的谐振频率，加深对其谐振条件和特点的理解。 （2）测量RLC串联电路的幅频特性、通频带和品质因数Q值。

二、实验原理

1．RLC串联谐振

在图7-1所示的RLC串联电路中，电路的复阻抗：

Z=R+j??wL-电路的电流：

贩骣?桫1÷=R+j(XL-XC)=R+jX=Z j ÷÷wC骣1÷R+j?wL-÷??桫wC÷改变输入正弦交流信号的频率（w）时，电路中

的感抗、容抗都随之改变，电路的电流大小和相位也发生了变化。

当RLC串联电路的总电抗为零，即

I=·Us=ZUs

UUSSUURR

图7-1 RLC串联电路

wL-1=0时，电路处于谐振状态。此时wC··Z=R，US与I同相。谐振角频率：w0=1LC，谐振频率：f0=12pLC。

显然，电路的谐振频率f0与电阻值无关，只与L、C的大小有关。当f<角j<0；当f=f0时，电路呈容性，阻抗

f0时，电路处于谐振状态，阻抗角j=0，电路呈电阻性，此时电路的阻抗最小，电

f0时，电路呈感性，阻抗角j>0；

流I0达到最大；当f>2．品质因数Q

当RLC串联谐振时，电感电压与电容电压大小相等，方向相反，且有可能大于电源电压。电感（或电容）上的电压与信号源电压之比，称为

RLC串联谐振电路 一、知识要求：

理解RLC串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。 二、知识提要：

在RLC串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为串联谐振。 （1）、串联谐振的条件：UL?UC即XL?XC

11得：???CLC（2）、谐振角频率与频率：由

1谐振频率f0?2?LC?L?（3）、谐振时的相量图：

UL UR=U I????

Uc

（4）、串联谐振电路的特点： ①.电路阻抗最小：Z=R

②、电路中电流电大：I0=U/R

③、总电压与总电流同相位，电路呈阻性

④、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q倍，。即：UL=UC=I0XL=I0XC=

?XUXL=LU=QU RR式中：Q叫做电路的品质因数，其值为：

Q?XLXC2?f0L1＞＞1(由于一般串联谐振电路中的R很小，所以Q值???RRR2?f0CR总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q倍的高电压，又因为UL=UC，所以串联谐振又叫电压谐振。) （5）、串联谐振电路的应用：

适用于信号源内阻较低的交流电路。常被