RLC电路的阻抗特性和谐振电路.ppt

,RLC电路的阻抗特性和谐振电路一、实验目的巩固理解R、L、C串联电路的阻抗特性以及电路发生谐振的条件和特点。掌握电路品质因数Q的物理意义，学习品质因数的测定方法学习用实验方法测试R、L、C串联电路的频率特性。二、实验仪器与器件1函数信号发生器（功率输出）1台2交流毫伏表1台3.示波器1台4电阻1只(建议：100/2W)5电感线圈1只(建议：0.33mH)6电容器1只(建议：1F)7导线若干,三、实验原理在图1所示的R、L、C串联电路中,容抗,阻抗,阻抗模,阻抗角,电流相量,感抗,如果U、R、L、C的大小保持不变，改变电流频率f，则XL、XC、|Z|、I等都将随着f的变化而变化，它们随频率变化的曲线为频率特性。阻抗和电流随频率变化的曲线如图2所示。随着频率的变化，当XLXC时，电路呈现感性；当XLXC时，电路呈现容性；而当XL=XC时，电路呈现阻性，此时电路出现串联谐振。谐振频率为：,电路串联谐振时，具有以下特点：,（）电感上的电压与电容上的电压数值相等，而相位相差180，电源电压全部加在电阻上。即（）电路中电源电压与电流同相，阻抗模最小，|Z|=R，而电流最大，I0=U/R。工程上把谐振时电感电压UL或电容电压UC与电源电压U之比称为该电路的品质因数，简称Q值。即,R值越小，Q值越大，I0也越大，电流特性曲线越尖锐。,四、预习要求复习R、L、C串联电路的有关知识。根据电路的元件参数值，估算电路的谐振频率。思考如何判断电路是否发生谐振以及怎样测量谐振点。思考如何改变电路的参数以提高电路的品质因数。电路发生谐振时，为什么信号源的电压不能太大？五、实验内容1测量R、L、C串联电路的阻抗特性。（1）按图1接好线路，接通信号发生器电源。调节信号源，使输出电压为有效值为2V，频率为1KHZ的正弦信号，用交流毫伏表测电压大小。（2）保持交流信号源的幅值不变，改变其频率（1KHz20KHz），分别测量R、L、C上的电压、电流数值，并根据所测结果计算在不同频率下的电阻、感抗、容抗的数值，记录于表1中,表1R、L、C串联电路的阻抗特性,2测量R、L、C串联电路的谐振特性（1）连续改变信号发生器输出电压的频率，当I最大时，信号源输出电压的频率即为谐振频率f0。（参考预习报告中计算的谐振频率选择测试点，）（2）确定谐振频率f0后，使频率相对f0分别增大和减小，取不同的频率点，用毫伏表分别测得对应的UR、UL、UC，并计算Q值，填入表2中。为使电流频率特性曲线中间突出部分的测绘更准确，可在f0附近多取几个点。（3）用示波器观察在不同频率下输入电压与电流的相位关系。（电阻上的电压波形即为电流波形）。3改变电阻值，重复实验步骤（1）和（2），观察品质因数的变化。数据填入表3。,表3数据记录与计算,表2数据记录与计算,六、注意事项1、改变信号源的频率时，一定要保持信号幅度不变。2、观看波形时，示波器与信号源一定要共地！七、实验报告.根据测量数据，绘制出R,L,C元件的阻抗频率特性曲线。.根据测量数据绘出