文档介绍：RLC串联电路特性的研究实验报告电阻、电容及电感是电路屮的基木元件,由RC、RL、RLC构成的串联电路具有不同的特性,包括暂态特性、稳态特性、。一、实验目的通过研究RLC串联电路的暂态过程,加深对电容充、放电规律,电感的电磁感应特性及振荡冋路特点的认识。掌握RLC串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。观察RLC串联电路的暂态过稈及其阻尼振荡规律。二、实验仪器FB318型RLC电路实验仪,双踪示波器三、实验原理RLC串联电路的稳态特性血C串联电路如图1所示的是RLC串联电路,电路的总阻抗|Z|、电压U、Ur和iZ间有如下关系:①二arctan[R式屮:3为角频率,可见以上参数均与3有关,它们与频率的关系称为频响特性,详见图2图2RLC串联电路的阻抗特性、幅频特性和相频特性由图可知,在频率f。处阻抗z值最小,且整个电路呈纯电阻性,而电流i达到最大值,我们称fo为RLC串联电路的谐振频率(co。为谐振角频率);在f-fo—f2的频率范围内i值较大,我们称为通频带。下面我们推导出仇(血)和另一个重要的参数品质因数Q。当浪时,从公式基木知识可知:⑵-R,①一0,imR‘coco° F2nVL'C这时的电感上的电压: U|=im.|Zi.|=_~.U电容上的电压: Uc=im.|Zc|二口1沁4或山与U的比值称为品质因数Qo可以证明:Uc ]RLC串联电路的暂态过程在电路中,先将K打向“1”,待稳定后再将K打向“2”,这称为RLC串联电路的放电过程,这时的电路方程为:初始条件为t=0,UC=E,竽二0,这样方程解一般按R值的大小可分为三种情况:(1) R〈2岸时为欠阻尼,UlI: ・E•e~・cos(wt十°)。7 3帥(2)R〉2花时为过阻尼,Uc=(3)R=2岸时为临界阻尼,Uc=(l+;)•E•e~图3RLC串联电路充、放电波形图3为这三种情况下的Uc变化曲线如果当R《2』L7E,则曲线1的振幅衰减很慢,能最的损耗较小。能够在I,与cZlHj不断交换,可近似为LC电路的白由振荡,这时古二血,co。是R二0时LCI叫路的固有频率。对于充电过稈,与放电过稈类似,只是初始条件和最后平衡位置不同。图:3给出了充电时不同阻尼的Uc变化曲线图。四、实验内容FB318型RLC电路实验仪如图4所示,由白己连接来完成RLC各电路的连接,从而来进行相应电路的稳态和秒态特性的研究,从而掌握一阶电路、二阶电路的正弦波和阶跃波的响应过程,并理解积分电路、微分电路和整流电路的工作原理。对RLC电路的稳态特性的观测采川正弦波。对RLC电路的暂态特性观测可采川直流和方波信号,用方波作为测试信号可用普通示波器才能得到较好的观测。RLC串联电路的稳态特性白选合适的L值、C值和R值,用示波器的两个通道测信号源电压U和电阻电压lh,必须注意两通道的公共线是相通的,接入电路屮应该在同