实验三RLC串联谐振仿真实验

1、、实验目的实验三 RLC$联谐振仿真实验1、验证RLC串联电路谐振条件及谐振电路的特点2、学习使用MULTISIM1伤真软件进行电路模拟二、实验原理1)理论分析11.发生谐振时满足wL wC2,复阻抗Z R即Z R；、 U , 一3.谐振电流I ,可见谐振时电流值最大。 R(2)实例RLC串联电路图如图1所示。图1 (原理图) ?设电源电压 U 22000V, f=50HZ,R=10理论计算，因为：2 f 314 LjwL1jwCR j（wL),可见谐振时复阻抗的模最小,wC图2 （相量图）,L 5.07 mH ,C 2mF11.592C电流:?R所以：电路发生谐振;220 000 AA 22

2、 00 A10图6 （当电路不发生谐振时的电源电压与电阻电压的波形）电阻R的电压：Ur I R 220 00V电感L的电压:j LI 35.024 900V电容C的电IFC35.024900V压:电流、电阻R的电压、电感L的电压、电容C的电压的相量图如图2所示。三、仿真实验1、谐振条件的验证:通过设计当1C的两种情况对比得出谐振发生的条件，根据原理图1设计仿真实验当C1匚时的电感与电谷的电压数值，和此时电源电压 C与电阻电压的波形图相位，如图 3和图4所示,图3 （仿真图并测量电感与电容的电压）图4 （电源电压与电阻电压的波形图）改变电容C的值，其他条件不变时即：?U 220 00V，f=50

3、Hz,R=10,L 2mHe 2mF 时设计仿真图如图 5根据仿真实验的结果可以知道：当 L 时电感与电容的电压数值相等，并且此时电源C电压与电阻电压的波形图相位相同,当L W时电感与电容的电压数值不相等，并且此时电源电压与电阻电压的波形图相位不相同（有相位差如图6）。根据两种情况的比较可以知道：谐振发生的条件是L oC2、RLC串联谐振电路的特点的验证:在电路中串联一个电流表，并改变电容和电感的数值，记下每一次仿真的电流值的大小,并判断是否发生谐振。仿真图如图 7所示,电感（mH）1.074.075.078.07100.07电容（mF）22233电流（A）21.82921.97322.000

4、21.7656.870是否发生谐振否否是否否表1图7 （在谐振和非谐振时测量电流大小）1）有仿真实验图7和表1可知：当电路发生谐振时，电路为阻性，阻抗最小，电流最大。2）有仿真图4可以观察到电源电压和电阻负载两端电压的波形同相位，又因为电阻和电流同相位，所以可知：当电路发生谐振时，电源电压与电流同相位图8 （电感和电容的电压波形图）3）通过观察仿真图8可知：当电路发生谐振时，电感电压与电容电压大小相等，相位相反。四、结论与误差分析1、在误差允许的范围内，理论结果与仿真结果相同；2、在用交流电压表测量电感电压与电容电压有微小的误差，主要原因是：电压表有内 阻，和在理论计算时对的取值不精确造成的。五、实验总结1 .注意仿真仪表的接线是否正确。2 .仿真实验时应注意频率和角频率之间换算关系，即 2 f ;3 .由于电流和频率都为近似值，实验值与理论