RLc串联电路

6.4 RLC串联交流电路

一、填空题

1. 端电压相位总是超前电流相位的交流电路称为________电路。 2. 端电压相位总是滞后电流相位的交流电路称为________电路。

3. 由________、________和________相串联所构成的交流电路称为RLC串联电

路。

4. RLC串联电路的电压与电流数量关系用公式表示为________。

5. RLC串联电路中：当XL>XC（即________）时，阻抗角的取值范围为________，

端电压的相位___电路中电流的相位，此时电路的性质呈________，称为________电路。当XL

6. 感性电路中，电压相位总是____电流的相位，容性电路中电压相位总是____

电流相位。阻性电路中电压与电流的相位____。

7. RL串联电路中已知总电压u与电流i的相位差是30o，则电阻上电压uR与总

电压u的相位差是____。

8. RL串联电路中，测得R两端电压是3V，三两端电压是4V，其电路总电压是

____。

9. RL串联电路中,已知R=12Ω，感抗XL=16Ω，则电路阻抗Z=____，总电压____

电流的相位?=____；如果电路中的电流i=22sin(314t+ 60

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

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

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

新疆大学 实习（实训）报告

实习（实训）名称： 电工电子实习 （EDA） 学 院： 电气工程学院 专 业 班 级： 指 导 教 师： 报 告 人： 学 号：

时 间：

实习主要内容： 1. 运用Multisim仿真软件自行设计一个RLC串联电路，并自选合适的参数。 2. 用调节频率法测量RLC串联谐振电路的谐振频率f0，观测谐振现象。 3. 用波特图示仪观察幅频特性。 4. 得出结论并思考本次实验的收获与体会。 主要收获体会与存在的问题： 本次实验用Multisim仿真软件对RLC串联谐振电路进行分析，设计出了准确的电路模型，也仿真出了正确的结果。通过本次实验加深了自己对RLC振荡电路的理解与应用，更学习熟悉了Multisim仿真软件，达到了实验的目的。存在的问题主要表现在一些测量仪器不熟悉，连接时会出现一些错误，但最终都实验成功了。

基于Multisim软件的RLC串联电路动态过程分析 第 1 页 共 7 页

基于Multisim软件的RLC串联电路动态过程分析

陆建美（安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011）

指导老师：江巨浪

摘要：本文采用Multisim10仿真软件对RLC串联电路动态过程进行分析，介绍了基于Multisim仿真软件对电路的幅频特性进行的研究。针对RLC串联电路的特性对其进行了二阶时域微分方程的数学模型分析，研究了RLC串联二阶电路系统在外界方波激励信号作用下三种状态响应。结论是二阶系统的响应会因RLC的参数的不同而变化，同时仿真实验能够直观形象地描述RLC串联电路的动态特性，用测量和仿真的方法验证了理论分析的正确性，使电路分析更加灵活和直观。

关键词：RLC串联电路，Multisim，仿真分析。 1.引言

RLC串联电路在高频电子线路中有很大的应用，文献[1]分析了RLC串联电路在高频电子技术中的应用，主要应用于选频网络。在选频网络中主要分为两大类，第一类是由电感和电容元件组成的振荡回路，第二类是各种滤波器，如LC

基于Multisim软件的RLC串联电路动态过程分析 第 1 页 共 7 页

基于Multisim软件的RLC串联电路动态过程分析

陆建美（安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011）

指导老师：江巨浪

摘要：本文采用Multisim10仿真软件对RLC串联电路动态过程进行分析，介绍了基于Multisim仿真软件对电路的幅频特性进行的研究。针对RLC串联电路的特性对其进行了二阶时域微分方程的数学模型分析，研究了RLC串联二阶电路系统在外界方波激励信号作用下三种状态响应。结论是二阶系统的响应会因RLC的参数的不同而变化，同时仿真实验能够直观形象地描述RLC串联电路的动态特性，用测量和仿真的方法验证了理论分析的正确性，使电路分析更加灵活和直观。

关键词：RLC串联电路，Multisim，仿真分析。 1.引言

RLC串联电路在高频电子线路中有很大的应用，文献[1]分析了RLC串联电路在高频电子技术中的应用，主要应用于选频网络。在选频网络中主要分为两大类，第一类是由电感和电容元件组成的振荡回路，第二类是各种滤波器，如LC

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

南京工程学院

电力工程学院

10/ 11 学年 第 2 学期

实 验 报 告

课程名称 电路实验（二） 实验名称 RLC串连电路的零输入 响应和阶跃响应 班级名称 学生姓名 学 号 同组学生姓名 实验时间 2011.5.12 实验地点

实验报告成绩： 评阅教师签字：

年 月 日

电力工程学院二〇〇七年制

一、实验目的 1、当R变化时，分别观察：过阻尼、临界阻尼、欠阻尼衰减振荡、等幅度振荡时的UC的零输入响应和阶跃响应波形。 2、熟悉Multisim9的具体操作。 3、通过仿真，分析RLC二阶串联电路参数对响应波形的影响。 二、原理简述 能用二阶微分方程描述的电路称为二阶电路，它在电路结构上含有两个独立的动态电路元件。在二阶电路中，给定的初始条件应有两个，它们由储能元件的