交流谐振电路-实验报告

1、University of Science and Technology of China96 Jinzhai Road, Hefei Anhui 230026,The People s Republic of China交流谐振电路李方勇PB052102840510第 29 组 2 号（周五下午）实验题目交流谐振电路实验目的研究 RLC串联电路的交流谐振现象，学习测量谐振曲线的方法，学习并掌握电路品质因素Q的测量方法及其物理意义。实验仪器电阻箱，电容器，电感，低频信号发生器以及双踪示波器。实验原理1 RLC交流电路由交流电源 S，电阻 R，电容 C 和电感 L 等组成交流电物理量的三角函数表

2、述和复数表述e E cos tEe j t式中的 e 可以是电动势、电压、电流、阻抗等交流电物理量，为圆频率，为初始相角。电阻R、电容 C和电感串联电路电路中的电流与电阻两端的电压是同相位的，但超前于电容C 两端的电压2，落后于电感两端的电压2。电阻阻抗的复数表达式为ZRR模ZRZ C1 e21Z C1j电容阻抗的复数表达式为Cj C模Cj电感阻抗的复数表达式为Z LLe 2j L模ZLL1L电路总阻抗为三者的矢量和。由图，电容阻抗与电路总阻抗方向相反，如果满足c，则电路总阻抗为R，达到最小值。这时电流最大，形成所谓“电流谐振”。调节交流电源（函数发生器）的频率，用示波器观察电阻上的电压，当它

3、达到最大时的频率即为谐振频率。电路如下图。电路参数电动势电压，电流，功率，频率元件参数电阻，电容，电感实验内容1 观测 RLC串联谐振电路的特性（ 1）按照上图连接线路，注意保持信号源的电压峰峰值不变，蒋Vi 和 Vr 接入双踪示波器的CH1和 CH2（注意共地）（ 2） 测量 I f 曲线，计算 Q值（ 3） 对测得的实验数据，作如下分析处理：1） 作谐振曲线I f ，由曲线测出通频带宽2） 由公式计算除fo 的理论值，并与测得的值进行比较，求出相对误差。3）用Q0L ,QVLVC ,Qf 0 三种公式计算Q值，并进行比较。（注意 RL 为电感的固有电阻值）RRLViVif04） 改变 R的

4、值的值，重复（2）（ 3-1,3-2,3-3）实验数据Vip p4VL0.2HC 0.005 F RL 80表 71 R 400时 I VR(R 两端电压最大值) 关系f / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf04.96KHzVLVc20V表 72 R 600时 IVR关系f / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf / KHzVR/Vf04.96KHzVLVc15V数据处理及分析评定实验结果的不确定度1 R 400根据表 7 1，作 I VR 曲线，得：B

5、v/rV1.61.41.21.00.80.60.40.2fl=4,7fh=5.10.034fo 567f/KHz图71IVR曲线通频带宽：f 5.1 4.7 0.4KHz理论值计算：1Lf 011c25.04 KHzLC相对误差：5.044.96100%1.6%5.04Q值计算：Q0 L2f 0L24.96KHz 0.2HRLRRL12.9R40080VLVC20VQVi10.0Vi2Vf04.96Qf5.112.44.7比较：电压测量值偏小，所以计算得到Q值相差较大，另外电压用毫伏表测量比较准确。2 R 400根据表 7 1，作 I VR 曲线，得：Bv/rV1.81.61.41.21.00

6、.80.60.40.20.0fl=4.67fh=5.2334fo567f/KHz图71IVR曲线通频带宽：f5.234.670.56 KHz理论值计算：1Lf 011c25.04 KHzLC相对误差：5.044.96100%1.6%5.04Q值计算：Q0 L2f 0 L2 4.96 KHz 0.2 HRLRRL9.1R60080VLVC15V7.5QVi2VVif 04.969.0Q0.55f比较：电压测量值偏小，所以计算得到Q值相差较大，另外电压用毫伏表测量比较准确。课后思考题1 根据 RLC串联电路的谐振特点，在实验中如何判断电路达到了谐振答：先估计大约值， 然后测量在这个附近的值时测量密集一些，找到电压最大值，对应的频率值为谐振频率。2 串联电路谐振时，电容与电感上的瞬时电压的相位关系如何若将电容和电感两端接到示波器上，将看到什么现象，为什么答：电路中的电流与电阻两端的电压是同相位的，但超前于电容C 两端的电压/ 2，落后于电感两端的电压/ 2 所以电容电压落后与电感电压，示波器上类似于两全波重合的图像。3 如果用