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文档简介
RLC串联谐振电路的实验报告 (1)实验目的:1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。2.掌握谐振频率的测量方法。3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。(2)实验原理:RLC串联电路如图所示,改变电路参数L、C或电源频率时,都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率的函数:Z=R+j(L-1/C)当L-1/C=0时,电路中的电流与激励电压同相,电路处于谐振状态。谐振角频率0 =1/LC,谐振频率f0=1/2LC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关,而与电阻R和激励电源的角频率无关,当0时,电路呈容性,阻抗角0时,电路呈感性,阻抗角0。1、电路处于谐振状态时的特性。(1)、回路阻抗Z0=R,| Z0|为最小值,整个回路相当于一个纯电阻电路。(2)、回路电流I0的数值最大,I0=US/R。(3)、电阻上的电压UR的数值最大,UR =US。(4)、电感上的电压UL与电容上的电压UC数值相等,相位相差180,UL=UC=QUS。 2、电路的品质因数Q电路发生谐振时,电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比称为电路的品质因数Q,即:Q=UL(0)/ US= UC(0)/ US=0L/R=1/R*(3)谐振曲线。电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性,它们随频率变化的曲线称频率特性曲线,也称谐振曲线。在US、R、L、C固定的条件下,有I=US/UR=RI=RUS/UC=I/C=US/CUL=LI=LUS/改变电源角频率,可得到响应电压随电源角频率变化的谐振曲线,回路电流与电阻电压成正比。从图中可以看到,UR的最大值在谐振角频率0处,此时,UL=UC=QUS。UC的最大值在0处。图表示经过归一化处理后不同Q值时的电流频率特性曲线。从图中(Q1Q21/2时,UC和UL曲线才出现最大值,否则UC将单调下降趋于0,UL将单调上升趋于US。 仿真RLC电路响应的谐振曲线的测量10mH电感频率f/kHz51010.510.610.710.810.9111520电阻UR/mV89.07790.5993.11999.89990.75967.25932.68890.90204.48108.53电感UL/mV282.16502966376746674866496471623819521382电容UC/mV127056426754673666126396611067849733874.7mH电感频率f/kHz5101414.514.81515.51616.517.520电阻UR/mV77.5223428738.68862.35929.29964.61999.49951.43854.35654.40382.87电感UL/mV115.42700.87309437414115432946354554421734272291电容UC/mV11121673376842474484459246054246369826711367五、结论RLC串联谐振电路在发生谐振时,电感上的电压UL与电容上的电压UC 大小相等,相位相反。这时电路处于纯电阻状态,且阻抗最小,激励电源的电压与回路的响应电压同
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