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实验八RLC串联电路的谐振实验
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、研究所有的测量仪器也需换成交流测量模式。基于R、L、C串联电路谐振的性质，可在实验电路中直接串联1个电流表，在R、L、C元器件上各并联1个电压表，合理改变电源的频率，可以找到这样一个频率值，可使得电流表的读数最大，R
图8-5 R、L、C串联谐振电路示意图
上电压表的读数与电源电压值相等，L、C上电压表读数相等，即：
I = I0 = U/R UR = U U L = U C （）
则这个频率值即是该电路的谐振频率。
实验步骤如下：
打开EWB软件，选中主菜单Circuit/Schematic Options/Grid选项中的Show grid，使得绘图区域中出现均匀的网格线，并将绘图尺寸调节到最佳。
在Sources元器件库中调出1个Ground（接地点）和1个AC voltage source（交流电压源）器件，从Basic元器件库中调出1个Resistor（电阻）、1个Inductor（电感）和1个Capacitor（电容）器件，最后从Indicators元器件库中调出1个Ammeter（电流表）、3个Voltmeter（电压表）器件，按下图8-6所示排列好。
将各元器件的标号、参数值亦改变成与下图8-6所示一致。
图8-6 R、L、C串联谐振实验电路图
将所有的元器件通过连线连接起来。注意：电压源、电流表、电压表的正负极性。
检查电路有无错误。
对该绘图文件进行保存，注意文件的扩展名（.ewb）要保留。
按下EWB界面右上方按纽“1”对该保存过的绘图文件进行仿真。
按下EWB界面右上方按纽“0”停止仿真，读取各电压表、电流表的读数，看是否符合（）式中的三个公式。若符合，将此时电源的频率、各测量读数填入表8-1的相应表格中；若不符合，调整电源频率值，重复步骤（7）、（8），直至测量读数符合（
）式为止，此时的电源频率值即谐振频率。
在（8）中找到的谐振频率上下各选择两个频率值，测量这四种情况下个电压表和电流表的读数并记录到表8-1中。
表8-1 电阻取620Ω时串联谐振测量表
频率
测量内容
谐振频率f 0及谐振频率f 0上下频率
f 0
频率f (KHZ)
电阻电压UR （V）
电感电压UL （V）
电容电压UC （V）
电流I (mA)
改变电阻的阻值由原来的620Ω为Ω，重复步骤（3）——（9），记录数据到表8-2。
实验完成后，将保存好的绘图文件另存到教师指定的位置，并结合实验数据完成实验报告的撰写。
表8-2 电阻取Ω时串联谐振测量表
频率
测量内容
谐振频率f 0及谐振频率f 0上下频率
f 0
频率f (KHZ)
电阻电压UR （V）
电感电压UL （V）
电容电压UC （V）
电流I (mA)
四、注意事项
每个EWB电路中均必须接有接地点，且与电路可靠连接（即接地点与电路的连接处有黑色的结点出现）。
双击交流电压源（AC voltage source），得到AC voltage source Properties元器件属性对话框，在Value/Voltage中设定电源的电压值（本实验为3V），在Value/Frequency中设定电源频率（本实验即通过调节此频率得到电压表、电流表的读数符合谐振性质而找到谐振频率的），Value/Phase中设定电源的相位为0Deg即可。
改变电阻的阻值时，需要在Resistor（电阻）器件的元器件属性（Resistor Properties）对话框中选择Value/Resistance（R）选项，在其后的框中填写阻值，前一框为数值框，后一框为数量级框，填写时注意两个框的不同。
测量电流时应该把电流表串联在电路中进行测量，EWB中电流表粗线接线端为电流流入方向，另一个接线端为电流流出方向，使用时应特别注意电流表的极性，即电流流入、流出方向。
测量电压时应该把直流电压表并联在电路中进行测量，EWB中电压表粗线接线端