RLC串联谐振电路的教程
R和电源的频率无关。要实现电路谐振,可通过分别调
整电源频率f、电感L、电容C来使电路发生谐振.本实 验是固定电感L和电容C。改变电源频率f,使电路发生 谐振。
2、RLC串联谐振时电路的主要特点
(1)阻抗最小 Z=R,电路呈现电阻性,电源电压与回
路电流的相位差为零。
(2)当电源电压Ui一定时,电流最大 I I 0 U i ,I0为 R 串联谐振电流。 (3)谐振时由于XL=XC,所以电路中UL=UC大小相等, 相位相反,相互抵消,电源电 压 (4)若XL=XC>>R,则UL=UC>>Ui。
表1 RLC串联电路谐振点状态测试记录 测 量 数 据
R ( Ω)
100
计 算 值
f0 UR(V) UL(V) UC(V) I=UR/R Q=UC/U (KHZ) (mA)
表2
R (Ω )
RLC串联电路幅频特性曲线测试记录
测 量 数 据 U R (V ) 计 算 值 I=UR/R(mA)
f(KHZ)
100 f。
四、注意事项
1.信号发生器的输出不能短路,其接地端与 示波器的接地端要相连(称共地)。 2. 测试频率点的选择应在靠近谐振频率附 近多取几点,在改变频率测试前,应调整信
号输出幅度(用示波器监视输出幅度),应
维持2V不变。
五、实验报告要求
1、根据实验数据,绘制R为一定值(100Ω)
时I与频率f之间的频率特性曲线。 2、通过实验总结RLC串联谐振电路的主 要特点。
下次实验内容 互感电路
RLC串联谐振的研究
一、实验目的
1.加深理解RLC串联谐振电路的特性,了解和
学习Q值的物理意义及测量方法。
2.学习测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。
二、实验原理
1、RLC串联谐振电路
由电阻、电感和电容元件串联组成
图 1
的一端口网络如图1所示。该网络的
等效阻抗:Z R j(L 1 C)
4、幅频特性曲线
在图1所示电路中,若电源电压有效值不变而频 率f改变时,电路中感抗、容抗随之变化,电路中的 电流也随频率f变化而变化。电流随频率变化的曲线 称为电流谐振曲线,亦称幅频特性,如图2所示。
图1
图2
三、实验内容
1、在实验台上自选电路R、L、C参数,与信号源组成RLC
串联电路(如图3所示),调节信号发生器输出端电压为一定值 (正弦波,输出2V用示波器测取均方根值,将示波器对应通道 的耦合方式选为交流 ).(L=2.2mH,C=1uF).
U i 。 UR
.
.
3、品质因数Q
谐振时电感上的电压UL(或电容上的电压UC)与 输入信号电源US之比为电路的品质因数Q 。
UC 0 L UL 1 Q US US R 0 RC L R C
当电路的电感L和电容C保持不变时, Q值由电 路中的总电阻决定,电阻R越小,品质因数Q越大。ຫໍສະໝຸດ 图3 R、L、C串联谐振电路
2、找出电路的谐振频率,其方法是,令信号源的频率由 小逐渐变大(注意要维持信号源的输出幅度2V不变),当 UR的读数为最大时,读得示波器上的频率值即为电路的谐 振频率,并测量UC与UL之值,记录在表1中。
3、在谐振点两侧,按频率递增或递减500HZ或1KHZ,依次 各取8个测量点(注意要维持信号源的输出幅度2V不变) , 逐点测出UR的值,记入表2。
是电源频率的函数。我们调节电源频率或电路参数, 使XL=XC,电流和电压Ui同相位,电路的这种状态称为 谐振。因为是RLC串联电路发生的谐振,所以又称为串 联谐振.
由:
X L X C 推出 L 1 C 0
谐振角频率为: 1 0 谐振频率为:
LC
1
f0
2 LC
显然,谐振频率只与电路参数L和C有关,而与电阻