RLC串联谐振电路Q值的一种修正方法.pdf

第 3 2卷第 3期 2 0 0 4年 8月 河 南师 范 大学 学报 自然科 学版 J o u r n a l o f He n a n No r ma l Un i v e r s i t y Na t u r a l S c i e n c e V f 3 2 N o 3 AM g 2 0 0 4 文章 编号 1 0 0 0 RLC串联谐振 电路 Q值 的一种修正方法 李兴毅 高金辉 陈运保 路 庆凤 河 南 师范 大学 物 理与 信息 工程学 院 河 南 新 乡 4 5 3 0 0 7 摘 要 提出了一种 R L C串联谐振电路Q值的测量方法 经实验验证 较好的解决了在频率较高时 Q值的测 量 值 与计算 值 偏离 较大 的 问题 关 键 词 谐振 Q值 损耗 电阻 中图分类号 O 4 4 1 RL C串联谐振 电路实验是 大 学物 理 电磁学 实验 的一个 重 要 内容 实验用测 量 电路 如 图 1 1 该 电路 的 Q 值 品质 因数 反应 了电路谐振 曲线的尖锐程度 和选频 特性 是谐振 电路 的一 个重要参 数 所 以 将该 电路 的谐振频 率 和品质因数 Q作 为 实验测量 的基本 内容 实验 中发现品质 因数 的实验 测量值 Q蔫与理论 计算值 Q理 相 比偏小 若谐振频率 较高时两者 相差更 大 可达 1 O 以上 引起误差的主要原因为 Q 理一 JE T R中的R不仅包含电路 文献标 识码 A 图 1 R LC串联谐振 测量 电路 中串联电阻 R 和电感箱的直流 电阻 r R R r L 而且包 括工作在交流状 态下 电感 L和电容C存在 的损 耗 电阻 并且该损耗 电阻随着 频率的增高而增加 在频率较高时 L中的铜导线 由于趋肤效应产生 的附加损 耗 电阻等 我们把 r L 和L C产生的 附加损耗 电阻称之为 电路 的总损耗 电阻 用 R 表示 由于该 电阻 的存 在 修 正后 Q 理 中的 R应 为 R 謦 一 R Rs 则 1几 Q 瑶 謦 一 忐 我们提 出了一种测量 电感 L和电容C上 等效 串联 总损耗 电阻R 的方法 测量 电路 的设 计如图 2 利用所 测得 的 Rs 对 Q理进行 修正 取得 了较好的效果 1 实验 原 理 与测 量 方 法 1 1 实验原理 电路谐振 时电感 L的感 抗和 电容 C的容抗相互抵 消 L和 C上两 端的总压 降应 为 L和 C总 的串联损耗 电阻 R s 在 电路 中的 电压降 实验时 分别测 出R 上的电压 UR 和 电感 L与 电容 C串联两端 的总压 降 Uu 即 可 得 到 R 一 等R U R 2 1 2 测 量 方 法 测量 电路 的设计如 图 2所示 仪器用具 E E1 6 4 1 B1 型 函数信 号发 生器 3 1 0 4型标 准 自感 L一 0 1 H 收 稿 日期 2 0 0 4 0 4 2 3 作者 简 介 李兴 毅 I 9 5 6 男 河 南新 乡人 河 南 师范 大学剐 教授 主要 从事 物理 教 学及 教学 研究工 作 维普资讯 第 3期 李 兴 毅等 RL C 串联谐 振 电路 Q 值 的一 种修 正 方 法 1 1 9 r L一 3 3 1 Q RX7 型 十进 位 电容箱 Z X2 1 型电阻箱 S X1 9 l 1 型交流数字毫伏 表 YB 4 2 4 2型双踪示波 器 为准确测定 R L C 串联 电路 的谐振频率 将 RL C 电路 两端 的电压 B和电阻箱 R 两端 的 电压 分别输入到示 波器 x y 轴 用 李 萨 如 图形 精 确 判 断 电路 谐 振 时 所 对 应 的 取 一 1 0 0 0 V Rl 一 1 0 0 Q 先将 Kl 置于 1 的位置 K 置于 2 的位置 在保 证 电路两端 电压 B 保持不 变的条件 下 调整信号源频率 观察李萨如图形 当李萨如图在一 三象限为直线时 此时对应的信号源频率即为电路的谐振频 率 然后把 K 置 于 1的位 置 K 位置不变 测 出电感 与 电容串联 两端的 电压 再将 K K 分 别置 于 2的位 置 图 2 总损 耗 电阻 R s测量 电路 测 出 R 两端的 电压 将以上测量值代 人公式 1 即可求出 R 电容 C取 不同 的值 用上述方 法即可测 出对应 的谐振频率 和总损耗 电阻 测 量数据见表 1 2 数 据 处理 与 测 量 结果 比较 表 1 数据记录与数据处理 表 2 测量结果 比较 表 中 0 一 1 Q 一j 1 3 分 析 与讨 论 Q 一 等R 一 1 1 从数据记 录和数据 处理 的结 果均可 以看 出随着谐 振频率的增高 R 也 随之增大 证 明 了我们对 Q 与 Q理存 在差别原因的分析是正 确的 2 从数据处理结 果的 比较可 以看 出 Q测与 Q理 修吻合较好 说 明该修 正方 法是可行的 3 随着 C的减小 谐 振频率 的增 高 电路 中的分布 电容是 影 响测 量 准确度 的重要 因素 应尽 量减 小 电 路 中的分 布电容 j 维普资讯 l 2 O 河 南师 范大 学学报 自然科 学版 2 0 0 4生 4 应选用输 入电阻大 的交流 电压表 减小交流 电压表 引入 的测量误差 参 考 文 献 1 杨述武 杨介信 陈国英 普通物理实验 二 电磁学部分 M 北京 高等教育出版社 2 0 0 0 3 0 2 3 O 9 2 3 蔡旭红 李邵辉 一种修正 RL C串联电路暂态过程 r值的方法 J 大学物理 1 9 9 9 1 8 3 2 5 2 6 0 3 梁予 王社柱 电感电容损耗 电阻的讨论 J 物理测试 2 0 0 2 5 1 7 l 9 4 李兴毅 高金辉 RL C串联电路暂态过程临界阻尼电阻的测定 J 河南师范大学学报 自然科学版 2 0 0 4 3 2 1 1 0 7 1 0 9 A mo d i f i e d me t h o d o f t h e Q v a l u e i n t h e RL C s e r i e s r e s o n a n c e c i r c u i t LI Xi n g y i GA0 J i n h u i CHEN Yu n b a o LU Qi n g f e n g Co l l e g e of Phy s i cs a nd I n f o r ma t i o n En g i ne e r i n g He n a n No r ma l Un i v e r s i t y Xi n xi a n g 4 5 30 0 7 Ch i n a Ab s t r a ct A mo d i f i e d me t h o d o f t h e Q v a l u e i n t h e RLC s e r i e s r e s o n a n c e c i r c u i t wa s p r o p o s e d i n t h i s p a p e r I t i s p r o v e d b y e x p e r i me n t t h a t t h i s me t h o d c a n b e we l l u s e d t o r e s o l v e t h e d e v i a t i o n p r o b l e m o f Q v a l u e b e t we e n t h e e x p e r i me n t a l me a s u r e me n t a n d t h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o n i n t h e h i g h f r e q u e n c y Ke y wo r d s r e s o n a n c e Q v a l u e l o s s r e s i s t a n c e 上接 1 1 4页 5 结束语 语音代理技术是从根本上解决网络信息的语音问题 对它的研究与应用无疑是先进的 优越的 将给各 种多媒体软件和课件 的开发 应 用 营造语音 阅读 的 自主学习环境带来极 大的裨益 参 考 文 献 1 L i e b e r ma n H An Ag e n t Th a t A s s i s t We b B r o ws i n g C Mo n t r e l I n t e r n a t i o n a l J o i n t C o n f e r e n c e o n Ar t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e l 9 9 5 1 2 5 l 3 O 2 C h e o n g F I n t e r n e t Ag e n t s M I n d i a n a p o l l s Ne w Ri d e r s P u b l i s h i n g 1 9 9 6 3 师 书恩 计 算机 辅助 教 育基 本 原理 M 北 京 电子工业 出版 社 1 9 9 5 1 7 7 1 7 8 4 美 R o b Th a y e r Vi s u a l B a s i c 6揭秘 一 一全 面的解 决方 案 M 曾湘宁 译 北 京 电子 工业 出版 社 1 9 9 9 4 7 8 4 8 8 5 李振 亭 语音 识 别技 术在 智 能多 媒体 教学 系统 中 的应用 A 见 陈有 刚 计算 机 与教 育 C 大连 大连 理 工大 学 出版 社 2 0 0 1 3 2 O 3 2 2 M u l t i m e di a r e a di ng s y s t e m wi t h I nt e l l i g e nt S o u nds Ag e nt s LI Z h e n t i ng CHEN Z a i f e n g 1 Col l e g e o f Ph ys i c s I n f or ma t ion En gi n e e r i n g He n a n Nor ma l Un i v e r s i t y Xi n x i a n g 45 3 0 0 7 Chi n a 2 Xi n x i a ng Te a c h e r ff Co l l e g e Xi nx i a n g 45 3 0 0 0 Ch i n a Ab s t r a c t Th e p a p e r p r o p o s e s t h e c o n c e p t i o n o f I n t e l l i g e n t S o u n d s Ag e n t e l a b o r a t e s t h e n e c e s s i t y a n d s i g n i fic a n c e of I n t e l l i g e n t So u n d s Ag e nt c o n s t r u c t s o n e mo d e l o f I n t e l l i g e n t So u n d s Ag e n t d i s c u s s e s t h e p r o bl e ms o f t h e s o u n d s D r o c e s s f o r M u l t i me d i a n e t wor k i n s t r u c t i o n d i s c u s s e s t h e f u n c t i