文档介绍：rlc串联电路频率特性实验报告《电路原理》实验报告实验时间:XX/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、L、C串联谐振电路的频率特性曲线。 ,了解电路参数对谐振特性的影响。、L、C串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数,即: Z?R?j(?L? 1 )?Zej??C 三、实验原理当?L? 1 时,电路呈现电阻性,Us一定时,电流达最大,这种现象称为串?C 联谐振,谐振时的频率称为谐振频率,也称电路的固有频率。即?0? 1LC 或f0? 12?LC R无关。图4-1 : 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 Q? ULUC?0L11 ????USUSR?0CRR L C 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: I?I0? US R : 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: I(?)? US 1?? R2??L?? ?c?? 2 ? US ???0? ?R?Q2?????? ?0? 2 ? I0 ???0? ?1?Q2?????? ?0? 2 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) 图4-2 有时为了方便,常以?I 为横坐标,为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I 下降越厉害,电路的选择性就越好。I0 为通用幅频特性),图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。回路的品质因数Q越大,在一定的频率偏移下, 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下降到时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以BW表示)即: BW? ?2?1 ??0?0 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?角和激励电源角频率?的关系称为相频特性,即: ?L? ?(?)?arctg 1 ?arctgXRR 显然,当电源频率?从0变到?0时,电抗X由??变到0时,?角从? ? 2 变到? ,2 0,电路为容性。当?从?0增大到?时,电抗X由0增到?,?角从0增到电路为感性。相角?与? 的关系称为通用相频特性,如图4-4所示。?0 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。、实验内容与步骤四、实验设备?为低频信号发生器。将电源的输出电压接示波器按图4-5连接线路,电源US 的YA插座,输出电流从R两端取出,接到示波器的YB插座以观察信号波形,取 L?,C??F,R?10Ω,电源的输出电压U?3V。图4-5 ①f0? 12?LC 用L、C之值代入式中计算出f0。f0 ②测试:用交流毫伏表接在R两端,观察UR的大小,然后调整输入电源的频率,使电路达到串联谐振,当观察到UR最大时电路即发生谐振,此时的频率即为f0(最好用数字频率计测试一下) ①以f0为中心,调整输入电源的频率从100Hz~XXHz,在f0附近,应多取些测试点。用交流毫伏表测试每个测试点的UR值,然后计算出电流I的值,记入表格4-1中。表4-1 ②保持Us=3V,L=,C=?F,改变R,使R?100?,即改变了回路Q =3V,L=,C=?F,R?10?。以f0为中心,调整输入电源的频率从100Hz~XXHz。在f0的两旁各选择几个测试点,从示波器上显示的电压、电流波形上测量出每个测试点电压与电流之间的相位差???u??i,数据表五、思考题 ?测R两端的电压与Us比较相等时处于谐振状态. ,当R、L、C串联电路发生谐振时,是否有Uc?UL及UR?US?若关系不成立,试分析其原因。六、实验报告要求 ,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I0注意:L不是理想电感,本身含有电阻,而且当信号的频率较高时电感线圈有肌肤效应,电阻值会有增加,可先测量出的 Uc、US求出Q值,然后根据已知的L、C算出总电阻。) 、L、C串联谐振电路的主要特点。。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. 大学物理实验设计性实验班级: 姓名:学号: 指