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交流电路的谐振现象
教学目标（ 1）观察交流电路的谐振现象，了解串联谐振电路产生谐振的条件及特征；
（ 2）测量串联谐振电路的谐振曲线；
（3）掌握串联谐振电路品质因数 Q 的测量方法及其物理意义。
教学重点串联谐振电路谐振曲线的测量。
教学难点
串联谐振电路品质因数 Q 的测量方法及其物理意义。
实验器材标准电感，标准电容，电阻箱，功率信号发生器，数字万用表。
课时安排
共 3 课时，理论讲解 20 分钟，实验操作讲解 10 分钟。
教学设计
一、实验原理
我们知道，在交流电路中，电压和电流之间不仅有量值大小的关系，还有位相关系。那么，一个元件的特性，就要用阻抗以及其两端电压和其中电流之间的位相差两个参量来标志。
电阻元件，其阻抗就是它的电阻，电压和电流的位相一致。电容的阻抗与频率成反比，通常说，电容具有隔直流、通交流、高频短路的作用；电容上电压的位相落后于电流n /2。电感的阻抗与频率成正比，电感具有阻高频、通低频的作用；电感上的电压比电流超前n /2。
可以看出，电容和电感具有相反的性质，电阻介于两者之间。当电容和电感两类元件同时出现在一个电路中时，会发生谐振现象，通常就把这种电路叫做谐振电路。谐振电路主要有串联谐振和并联谐振两种。
r
r
并联谐振电路
串联谐振电路
1、RLC串联谐振电路
在RLC串联谐振电路中，若接入一个输出电压幅值一定、输出频率连续可
调的正弦交流信号源，则电路中的许多参数都将随着信号源频率的变化而变化。
总阻抗
回路电流
信号源电压与电流之间的位相差
1
在上面每个式子里都出现 L —这样一个式子。其来源就是电和电容上电
C
压的位相差为，任何时刻它们的符号都恰好相反。串联谐振电路的所有特性的
根源就在于此。
电路各参数随的变化而变化
当角频率很小时，容抗大于感抗，整个电路呈电容性，总电压落后于电流；当角频率很大时，感抗大于容抗，整个电路呈电感性，总电压超前电流；当角频率取特定值，使容抗和感抗相互抵消，整个电路呈电阻性，电路总阻抗为最小值, 而此时回路电流则出现最大值，电压、电流位相一致。
串联谐振曲线：
这表明，电路中的总阻抗和电流随频率不是单调变化的，而是在频率fo处有极值, 电路的总阻抗在此时有个极小值，电流在此时有个极大值，这种现象叫做谐振。
发生谐振时的频率fo叫做谐振频率，此时的角频率 0即为谐振角频率，它
们之间的关系为：
谐振时的总阻抗等于电阻，从而总电压和电阻上的电压相等。这是否说，电
容和电感上此时没有电压呢？事实上恰恰相反，在通常的谐振电路中，谐振时电
容和电感上的电压往往比总电压大几十倍到几百倍。只是因为谐振时电容和电感上电压大小相等，而它们的位相总是相差，因而彼此抵消了。这种分压大于总
电压的现象，只有在同时包含电容和电感的电路中才可能出现。
谐振时，Z R, u Ur IR，电容或电感元件上的电压与总电压的比
值Q,定义为电路的品质因数,
表明谐振时电