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大学物理实验谐振频率测量实验报告
频率f0(即与电阻的电压最大值相应的频率)。离谐振点较外,所取频率 间隔可较稀,而在谐振点会近,频率间隔宜较密。
【报告要求】 1.根据实验结果绘出串联谐振曲UR (f)。 2.根据给定的电容器的参数以及测试的串联谐振频率计算电感量。 【实验记录表格】 (端电压保持恒定),取10个点以上。
f
UR
(2) 在一般情况下,RLC串联电路中的电流是电源频率的函数,即
(3)
图3连接图 信号发生器 示波器 信号发生器 示波器
图4 RLC谐振电路板
【实验步骤】
1. 按照图3所示,连接好电路。连接信号发生器的A通道,红色连接
在RLC谐振电路板的正极“VCC”,黑色在RLC谐振电路板的负极
(“GND”),RLC谐振电路板如图4所示。
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电路谐振时的感抗或容抗为特性阻
抗,特性阻抗与电阻的比值为品质因
数,即
(2)
当电路谐振时阻抗最小,如果端口电 压保持稳定,那么电路中的电流将达到
图2 串联谐振电路的电流
最大值,,仅与电阻的阻值有关,与电感和电容的值无关,电感电压与电
容电压数值相等相位相反,电阻电压等于总电压。电感或电容电压是输 入电压的Q倍,即
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见图1所示。记二端网络中的电感为L,电阻为
R,电容为C,输入电压为,电阻两端的电压
为,电感两端的电压为,电容两端的电压。
则该网络的等效阻抗为
(1)
它是电源频率的函数。要使该网络发生谐振
图1 R、L、C串联电路
时,其端口电压与电流同相位,即,从而得到谐振角频率为,相应的谐
振频率为,见图2所示。
2. 示波器的地端连接在RLC谐振电路板的负极(“GND”),信号端
连接在电阻的另一端。
3. 以中心频率为中心,左右各记录5各以上的点。
4. 按图3接好电路,保持信号发生器输出电压为一适当数值(为1伏)改
变电源频率,测量不同频率时的UR。 注意:为了取点合理,可先将频率由低到高初测一次,注意找出谐振
谐振频率并联谐振发生的条件及其特征。
2.观察谐振电路中电压,电流随频率变化的现象并测定谐振曲线。
3. 了解谐振现象在生活和工业中的应用。
【实验仪器】
1. 函数信号发生器;
2. 示波器;
3. RLC串联谐振电路板;
4. 导线若干。
【实验原理】
由电感和电容元件串联组成的二端口网络