LC串联谐振电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,RLC串联谐振的研究,一、实验目的,1.加深理解RLC串联谐振电路的特性，了解和学习Q值的物理意义及测量方法。,2.学习测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。,二、实验原理,1、RLC串联谐振电路,由电阻、电感和电容元件串联组成,的一端口网络如图1所示。该网络的,等效阻抗：,是电源频率的函数。,我们,调节电源频率或电路参数，使X,L,=X,C,，电流和电压U,i,同相位，电路的这种状态称为谐振。,因为是RLC串联电路发生的谐振，所以又称为串联谐振.,图 1,谐振角频率为：,谐振频率为：,由：,显然，,谐振频率只与电路参数L和C有关，而与电阻R和电源的频率无关。要实现电路谐振，可通过分别调整电源频率f、电感L、电容C来使电路发生谐振,.,本实验是固定电感L和电容C。改变电源频率f，使电路发生谐振。,2、RLC串联谐振时电路的主要特点,（1）,阻抗最小,Z=R，电路呈现电阻性，电源电压与回路电流的相位差为零。,（2）,当电源电压U,i,一定时，电流最大,，,I,0,为串联谐振电流。,（3）,谐振时,由于X,L,=X,C,，所以电路中,U,L,=U,C,大小相等，相位相反,，相互抵消，电源电 压 。,（4）若X,L,=X,C,，则U,L,=U,C,U,i,。,3、品质因数Q,谐振时电感上的电压U,L,（或电容上的电压U,C,）与输入信号电源U,S,之比为电路的品质因数Q,。,当电路的电感L和电容C保持不变时，,Q值由电路中的总电阻决定，电阻R越小，品质因数Q越大,。,4、幅频特性曲线,在图1所示电路中，,若电源电压有效值不变而频率f改变时,，电路中感抗、容抗随之变化，电路中的电流也随频率f变化而变化。,电流随频率变化的曲线称为电流谐振曲线，亦称幅频特性,，如图2所示。,图 2,图 1,1、在实验台上自选电路R、L、C参数，与信号源组成RLC串联电路(如图3所示)，调节信号发生器输出端电压为一定值（,正弦波，输出2V用示波器测取均方根值,将示波器对应通道的耦合方式选为交流,).(L=2.2mH,C=1uF).,三、实验内容,图3,R、L、C串联谐振电路,2、找出电路的谐振频率，其方法是，令信号源的频率,由小逐渐变大,（,注意要维持信号源的输出幅度2V不变,），当,U,R,的读数为最大时,，读得示波器上的频率值即为电路的谐振频率，并测量U,C,与U,L,之值，记录在表1中。,3、在谐振点两侧，按频率递增或递减500HZ或1KHZ，依次各取,8,个测量点,（,注意要维持信号源的输出幅度2V不变,）,，逐点测出U,R,的值，记入表2。,表1 RLC串联电路谐振点状态测试记录,R（）,测 量 数 据,计 算 值,f,0,（KH,Z,）,U,R,（V）,U,L,（V）,U,C,（V）,I=U,R,/R,（mA）,Q=U,C,/U,100,R（）,测 量 数 据,计 算 值,f（KH,Z,）,U,R,（V）,I=U,R,/R（mA）,100,f。,表2 RLC串联电路幅频特性曲线测试记录,四、注意事项,1.,信号发生器的输出不能短路，其接地端与示波器的接地端要相连（称共地)。,2.,测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，在改变频率测试前，应调整信号输出幅度（用示波器监视输出幅度），,应维持,2V,不变。,五、实验报告要求,1、根据实验数据，绘制R为一定值（100,）时,I与频率f之间的频率特性曲线,。,2、通过实验总结RLC串联谐振电路的主要特点。,下次实验内容,互感电路,