文档介绍：实验八 R、L 、C 串联电路的谐振实验
一、实验目的
1、研究交流串联电路发生谐振现象的条件。
2、研究交流串联电路发生谐振时电路的特征。
3、研究串联电路参数对谐振特性的影响。
二、实验原理
1、 R L C 串联电压谐振
在具有电阻、电感和电容元件的电路中，电路两端的电压与电路中的电流一般是不同相的。如果我们调节电路中电感和电容元件的参数或改变电源的频率就能够使得电路中的电
流和电压出现了同相的情况。电路的这种情况即电路的这种状态称为谐振。 R、 L 、 C 串联谐振又称为电压谐振。
在由线性电阻 R、电感 L 、电容 c 组成的串联电路中，如图 8-1 所示。
图 8-1 R L C 串联电路图
当感抗和容抗相等时，电路的电抗等于零即
XL = XC；
1
1
；2 L=
L
πf
C
2 fC
X
=
L －
1=
0
C
则
=
arc tg
=
0
即电源电压 u 与电路中电流 i 同相，由于是在串联电路中出现的谐振故称为串联谐振。
谐振频率用 f0 表示为
1
f = f0 =
2 LC
谐振时的角频率用 0 表示为
=
1
0
=
LC
谐振时的周期用 T 0 表示为
T =T0
= 2
LC
串联电路的谐振角频率
ω 频率 f ，周期
T ，完全是由电路本身的有关参数来决定的，
0
0
0
它们是电路本身的固有性质，而且每一个
R、 L 、 C 串联电路，只有一个对应的谐振频
f 0 和
周期 T 0。因而，对 R、L 、C 串联电路来说只有将外施电压的频率与电路的谐振频率相等时候，电路才会发生谐振。在实际应用中，往往采用两种方法使电路发生谐振。一种是当外施
电压频率 f 固定时，改变电路电感 L 或电容 C 参数的方法，使电路满足谐振条件。另一种
是当电路电感 L 或电容 C 参数固定时，可用改变外施电压频率 f 的方法，使电路在其谐振
频率下达到谐振。总之，在 R、 L 、 C 串联电路中， f、L 、C 三个量，无论改变哪一个量都可以达到谐振条件，使电路发生谐振。
2、 R L C 串联电压谐振特征
串联谐振具有以下主要特征：
(1)电路的阻抗
Z =
R2
X L
X C
2 = R
电路对电源呈现电阻性，
其值很小。电源供给电路的能量全被电阻所消耗，
电源与电路
之间不发生能量互换。能量互换只能发生在电感线圈
L 与电容器 C 之间。
(2)电路的电流
I =
I 0
=
U
R