文档介绍：1 实验十六串联谐振电路一、实验目的⒈加深对串联谐振电路特性的理解。⒉学****测量 RLC 串联谐振电路的频率特性曲线。二、原理与说明⒈串联谐振的条件 RLC 串联电路如图 16-1 所示,其输入端阻抗是电源角频率ω的函数,即 1 ( ) Z R j L Z C ? ??? ? ???当10LC ??? ?时, 电路处于串联谐振状态, 谐振角频率为 01 LC ??谐振频率为 012 f LC ??显然, 谐振频率仅与元件 L 、C 的数值有关, 而与电阻 R 和激励电源的角频率?无关。当0 ? ??时, 电路呈容性, 阻抗角 0??;当0 ? ??时, 电路呈感性, 阻抗角 0??。⒉电路处于谐振状态时的特性⑴由于回路总电抗 0 0 010 X L C ??? ??,因此,回路阻抗 0Z 为最小值,整个回路相当于一个纯电阻电路,激励电源的电压与回路的响应电流同相位。⑵由于感抗 0L?与容抗 01C?相等,所以电感上的电压 LU 与电容上的电压 CU 数值相等,相位相差 180 o 。谐振时感抗(或容抗)与电阻 R 之比称为品质因数 Q 。即 2 0 0 1L L C CQ R R R ? ?? ??在L 和C 为定值的条件下, Q 值仅仅决定于回路电阻 R 的大小。⑶在激励电压(有效值)不变的情况下,回路中的电流 SUIR ?为最大值。⒊串联谐振电路的频率特性⑴回路的响应电流与激励电源的角频率的关系称为电流的幅频特性(表明其关系的图形为串联谐振曲线) ,表达式为 2 2 2 2 00 ( ) 1 ( ) 1 ( ) S S U U I R L R Q C ?????? ?? ?? ?? ?当电路的 L 和C 保持不变时, 改变 R 的大小, 可以得出不同 Q 值时电流的幅频特性曲线(图 16-2 ) ;显然, Q 值越高,曲线越尖锐。为了反映一般情况,通常研究电流 0/ I I 与角频率之比 0/ ??之间的函数关系: 2 2 0001 1 ( ) IIQ ??? ??? ?这里, 0I 为谐振时的回路响应电流。对于 Q 值相同的任何 RLC 串联电路只有一条曲线与之对应,所以,这种曲线称为串联谐振电路的通用曲线。图 16-3 画出了不同 Q 值下的串联谐振电路的通用曲线。显然,Q 值越高, 在一定的频率偏移下,电流下降得越厉害。 3 串联谐振电路的通用曲线可以由计算得出,也可以用实验的方法测定。为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力,定义通用幅频特性曲线中幅值下降至峰值的 0. 707 倍时的频率范围(见图 16-3 )为相对通频带(以 B 表示)即 2 1 0 0 B ? ?? ?? ?显然, Q 值越高相对通频带越窄,电路的选择性越好。⑵激励电压和回路响应电流的相角差?与激励源角频率?的关系称为相频特性,它可由公式 1 ( ) arc