文档介绍：RLC 串联谐振法测电容摘要: 电容、电感元件在交流电路中的阻抗是随着电源频率的改变而改变。将正弦交流电压加到电阻、电容和电感组成的电路中时,各元件上的电压及相位会随之变化,这称作电路的稳态特性。利用这特性,当电源频率满足一定条件时, 电源和电阻上的相位差为 0,即两波形重叠,回路就发生了谐振现象。此时回路成纯电阻性,此时的电源频率 12 f LC ??。本实验研究了用示波器观察波形, 找出频率点测电容大小的方法即 RLC 谐振法测电容,用这种方法测量未知电容, 并就实验原理、实验操作、实验误差进行分析。关键词:电容,电感,相位,示波器, RLC 谐振频率阻抗一. 实验目的。 3.、加深理解电路发生谐振的条件、特点。二、实验仪器 DH4503 型RLC 电路实验仪、电容、导线、 UTD2062C 数字示波器。三、实验原理谐振由RLC 组成的电路在周期性交变电源的激励下,将产生受追形式的的交流振荡,其振荡幅度随交变电源频率的改变而变化,当电源频率满足一定条件时,回路的振荡幅度达到最大值,即回路发生谐振。谐振频率通过逐点改变加在(直接或间接) RLC 谐振回路上信号频率来找到最大输出时的频率点,并把这一频点定义为 RLC 谐振频率。 3..RLC 串联电路如图所示: 在图所示的 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 U0作为响应,当输入电压 U维持不变时,在不同信号频率的激励下,测出 U0之值,然后以 f为横坐标,以U0/U 为纵坐标,绘出光滑的曲线,此即为幅频特性, 亦称谐振曲线,如图所示。图中所加交流电压 U(有效值)的角频率为 w,则电路的的复阻抗为: 1 Z R j WL WC ? ?? ? ?? ?? ?复阻抗的模为: 221 Z R WL WC ? ?? ??? ?? ?复阻抗的幅角: 图 RLC 串联电路图谐振曲线 1 arctan WL WC R ???即该电路电流滞后于总电压的位差值,回路中的电流 I(有效值)为: 221 UI R WL WC ?? ?? ?? ?? ?。上面三式中, , Z I ?均为频率 f (或角频率 W )的函数,当回路中其他元件参数取确定值的情况下,它们的特性完全取决于频率。图2(a )( b )( c )分别为 RLC 串联电路的阻抗,相位差,电流随频率的变化曲线。其中(b)图f??曲线称为相频特性曲线;(c)图 i f ?曲线称为幅频特性曲线。由曲线图可以看出,存在一个特殊的频率 0f 特点为: <1> 当 0 f f ?时, 0??,电流相位超前于电压,整个电路呈电容性。<2> 当 0 f f ? 0时, 0??,电流相位滞后于电压,整个电路呈电感性。<3> 当10 WL WC ? ?时,即