《电路原理》
实 验 报 告
实验时间:2012/5/17
一、实验名称 RLC串联电路的幅频特性与谐振现象
二、实验目的
1.测定R、L、C串联谐振电路的频率特性曲线。
2.观察串联谐振现象,了解电路参数对谐振特性的影响。
三、实验原理
1.R、L、C串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数,即:
当
即
上式表明谐振频率仅与元件参数L、C有关,而与电阻R无关。
图4-1
2.电路处于谐振状态时的特征:
① 复阻抗Z达最小,电路呈现电阻性,电流与输入电压同相。
② 电感电压与电容电压数值相等,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,即
在L和C为定值时,Q值仅由回路电阻R的大小来决定。
③ 在激励电压有效值不变时,回路中的电流达最大值,即:
3.串联谐振电路的频率特性:
① 回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性,表明其关系的图形称为串联谐振曲线。电流与角频率的关系为:
当L、C一定时,改变回路的电阻R值,即可得到不同Q值下的电流的幅频特性曲线(图4-2)。显然Q值越大,曲线越尖锐。
图4-2
有时为了方便,常以
为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念,把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以BW表示)即:
由图4-3看出Q值越大,通频带越窄,电路的选择性越好。
③ 激励电压与响应电流的相位差
显然,当电源频率
图4-3 图4-4
谐振电路的幅频特性和相频特性是衡量电路特性的重要标志。
四、实验设备
1. 电路分析实验箱 一台
2. 信号发生器 一台
3. 交流毫伏表 一台
4. 双踪示波器 一台
五、实验内容与步骤
按图4-5连接线路,电源
图4-5
1.计算和测试电路的谐振频率
①
② 测试:用交流毫伏表接在R两端,观察
2.测定电路的幅频特性
① 以
表4-1
200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 | 1400 | ||
20.3 | 34.7 | 51.3 | 86.5 | 159.8 | 253.7 | 260 | 183.7 | 115 | 85.3 | 67.5 | 57.1 | 48.5 | 43.1 | |
I(mA) | 2.03 | 3.47 | 5.13 | 8.65 | 15.98 | 25.37 | 26.0 | 18.37 | 11.5 | 8.53 | 6.75 | 5.71 | 4.85 | 4.31 |
② 保持
200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 | 1400 | ||
192 | 316 | 481 | 713 | 1050 | 1216 | 1221 | 1035 | 760 | 589 | 464 | 376 | 307 | 258 | |
I(mA) | 1.92 | 3.16 | 4.81 | 7.13 | 10.50 | 12.16 | 12.21 | 10.35 | 7.60 | 5.89 | 4.64 | 3.76 | 3.07 | 2.58 |
3.测定电路的相频特性
仍保持
F(HZ) | 494 | | 1000 |
相位差 | — | 0 | 2ח/5 |
五、思考题
1.用哪些实验方法可以判断电路处于谐振状态?
测R两端的电压与Us比较相等时处于谐振状态.
2.实验中,当R、L、C串联电路发生谐振时,是否有
六、实验报告要求
1.根据实验数据,在坐标纸上绘出两条不同Q值下的幅频特性曲线和相频特性曲线,并作扼要分析。(计算电流
2.通过实验总结R、L、C串联谐振电路的主要特点。
3.回答思考题2。
答:Uc和Ul大小相等方向相反,Ur和Us不相等,因为不是理想的电感,电感线圈有阻值.
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/b8300e7abd64783e09122be0.html
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