文档介绍：深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心 2012 年 6 月 16 日深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心? 1 .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)、通频带的物理意义及其测定方法; ? 2 .学****用实验方法绘制 R 、 L 、 C 串联电路不同 Q 值下的幅频特性曲线; ? 3 .熟练使用信号源、频率计和交流毫伏表。深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心? 1 、在图 1 ( a )所示的 R 、 L 、 C 串联电路中,当正弦交流信号源的频率 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 U 0 作为响应,当输入电压 U i 维持不变时,在不同信号频率的激励下,测出 U 0 之值,然后以 f 为横坐标,以 U 0 /U i 为纵坐标, 绘出光滑的曲线,此即为幅频特性,亦称谐振曲线,如图 1 ( b )所示。深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心 2 、电路谐振的条件( ) 1 ZRjL C ωω=+ ?( ) Im 0 Zj ω= ???? 10 LC ωω?= 0 ω 0 1 LC ω= 由电阻 R 、电感 L 和电容 C 串联组成的一端口网络如图 1 所示,该网络的等效复阻抗是电源频率的函数。根据谐振的定义,当发生谐振时,其端口电压与端口电流同相位。满足此条件的复阻抗的虚部应该为零,即亦即得到谐振角频率为,有) 处( C L X X LC f f = = = π 2 1 0 即深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心 3 、谐振电路的特性电路达到谐振时, X L = Xc ,电路呈纯阻性,电路阻抗的模为最小。在输入电压 U i为定值时,电路中的电流达到最大值,且与输入电压 U i同相位。从理论上讲,此时 U i = U R = U O , U L = U c = QU i ,有( ) ( ) 00 0 0 11 LC UU L L Q UURCRRC ωωωω===== 式中的 Q 称为电路的品质因数。深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心在电路的 L 、 C 和信号源 Us 不变的情况下,不同的 R 值将得到不同的 Q 值,如图 2 所示, Q 值越大,曲线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好。深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心 4 、品质因数 Q 的测量方法 A、一是根据公式测定, U c 与 U L 分别为谐振时电容器 C 和电感线圈 L 上的电压。 B、另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△ f = f 2 - f 1,再根据求出 Q 值。式中 f o 为谐振频率, f 2 和 f 1 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。深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心?在一个含 L 或 C 或既有 L 又有 C 的电路中,由于 C 及 L 上电压与电流不同相,那么,这个电路两端的电压与电路中的电流一般来说是不同相的,但是, 有一个特殊的频率,当外加电压的频率等于这个频率时,这个电路中的电流与电压同相, 这个频率就是这个 RLC 电路的谐振频率。深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心? 1 .按图组成监视、测量电路( L 为 9mH , C 为 ),用示波器监视信号源输出的正弦信号并测电压值,令其输出有效值等于 1V ,并保持不变。 R 分别取 51 欧和 100 欧进行测量。深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心