文档介绍：实验报告
祝金华 PB15050984
实验题目:R、L、C串联谐振电路的研究
实验目的: 1. 学****用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。
2. 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)的物理意义及其测定方法。
实验原理 1. 在图1所示的R、L、C串联电路中,当正弦交流信号源Ui的频率 f改变时,电路中的感抗、容抗随之而变,电路中的电流也随f而变。取电阻R上的电压UO作为响应,当输入电压Ui的幅值维持不变时, 在不同频率的信号激励下,测出UO之值,然后以f为横坐标,以UO为纵坐标,绘出光滑的
曲线,此即为幅频特性曲线,亦称谐振曲线,如图2所示。
图 1
图2
2. 在f=fo=处,即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时XL
=Xc,电路呈纯阻性,电路阻抗的模为最小。在输入电压Ui为定值时,电路中的电流达到最大值,且与输入电压Ui同相位。从理论上讲,此时 Ui=UR=UO,UL=Uc=QUi,式中的Q 称为电路的品质因数。
3. 电路品质因数Q值的两种测量方法
一是根据公式Q= 测定,Uc为谐振时电容器C上的电压(电感上的电压无法测量,故不考虑Q=测定) 。另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f=f2-f1,再根据Q=求出Q值。式中fo为谐振频率,f2和f1是失谐时, 亦即输出电压的幅度下降到最大值的
(=)倍时的上、下频率点。Q值越大,曲线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好。在恒压源供电时,电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数,而与信号源无关。
预****思考题
根据实验线路板给出的元件参数值,估算电路的谐振频率。
L=30mH
fo==1/(2×π)=
改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振,电路中R的数值是否影响谐振频率值?
改变频率f,电感L,电容C可以使电路发生谐振,电路中R的数值不会影响谐振频率值。 
如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些?
判断:电容与电感的电压相等时,电路此时发生谐振;Ui与U0相位相同时此时发生谐振;Ui与U0大小相等时电路发生谐振。
测量:理论计算,f=1/(2π√LC);
仪表测量此时电流频率。
4. 电路发生串联谐振时,为什么输入电压不能太大, 如果信号源给出3V的电压,电路谐振时,用交流毫伏表测UL和UC,应该选择用多大的量限?
输入电压过大,L、C器件两端的电压远高于信号源电压;应该选用最大量程 。
要提高R、L、C串联电路的品质因数,电路参数应如何改变?
减小R,增大L,同时等比例缩小C。
本实验在谐振时,对应的UL与UC是否相等?如有差异,原因何在?
UL,UC大小相等,方向相反,因为在谐振点L,C的阻抗相等,二者阻抗方向相反。
实验设备
低频函数信号发生器,交流毫伏表,双踪示波器,频率计,谐振电路实验电路板
实验内容
1. 利用HE-15实验箱上的“R、L、C串联谐振电路”,按图3组成监视、测量电路。选C1=。用交流毫伏表测电压, 用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压Ui=3V,并保持不变。
图 3
2. 找出电路的谐振频率f0,其方法是,将毫伏表接在R(200Ω)两端,令信号源的频率由小逐渐变大(注