RLC串联谐振电路的研究一

RLC串联谐振电路的研究

一、实验目的1．学习测定RLC串联电路的谐振频率，加深对RLC串联电路谐振特点的理解。2．学习测定RLC串联电路电流谐振曲线的方法。3．熟悉晶体管毫伏表的使用方法。二、原理说明1．RLC串联谐振。在图l所示的RLC串联交流电路中，我们调节电源频率或电路参数，使XL=XC，电流和电压i同相位，电路的这种状态称为谐振。因为是RLC串联电路发生的谐振，所以又称为串联谐振。

图1二、原理说明串联谐振频率显然，谐振频率只与电路参数L和C有关，而与电阻R无关。调整L、C、f中的任何一个量，都能产生谐振。本实验是采用改变频率f的方法来实现谐振的。二、原理说明2．RLC串联谐振时电路的主要特点。（1）阻抗最小Z=R，电路呈现电阻性。当电源电压Ui一定时，电流最大，I0为串联谐振电流。（2）由于XL=XC，所以电路中UL=UC大小相等，相位相反，相互抵消。电源电压。

二、原理说明（3）若XL=XC>>Ｒ，则UL=UC>>Ui。通常把串联谐振时UL或UC与Ui之比称为串联谐振电路的品质因数，也称为Q值。当L、C一定时，Q值由电路中的总电阻决定，电阻R越小，品质因数Q越大。二、原理说明3．电流谐振曲线。电源电压有效值不变而频率f改变时，电路中感抗、容抗随之变化，电路中的电流也随频率f变化而变化。电流随频率变化的曲线称为电流谐振曲线（图2）。图2二、原理说明当f=f0时，电流最大I=I0。当f>f0或f<f0电流I<I0。当电路的电流为谐振电流的即时，在谐振曲线上对应的两个频率fH和fL，称为上半功率频率和下半功率频率。fH和fL之间的范围,称为电路的通频带fBW。通频带说明通频带的大小与品质因数Q有关。Q值越大，通频带越窄，谐振曲线越尖锐，电路的选择性越好。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1函数信号发生器12交流毫伏表DA—1613谐振电路实验线路板R=330Ω、1KΩC=2400PfL=约30mHDGJ—03表1四、实验内容按图3电路接线，取R＝330Ω，调节信号源输出电压为1V正弦信号，并在整个实验过程中保持不变。图3四、实验内容1、找出电路的谐振频率fo。其方法是，将交流毫伏表接在电阻R两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变），当UO的读数为最大时，读得频率计上的频率值，即为谐振频率fo，然后测量出U0、UC0、UL0之值（注意及时更换毫伏表的量程），记录在表2中。四、实验内容表2RLC串联电路谐振点状态测试记录

R（Ω）测量数据计算值f0（KHZ）U0（V）UL0（V）UC0（V）I0（mA）Q3301000四、实验内容2、测定电流谐振曲线。在谐振点两侧，应先测出下半功率频率fL和上半功率频率fH相应的U0值，然后逐点测出不同频率下U0值，记录在表3中3、取R=1KΩ，重复步骤1、2的测量。四、实验内容表3RLC串联电路电流谐振曲线测试记录

R（Ω）330测量数据f（KHZ）U0（V）计算值I（mA）R（Ω）1000测量数据f（KHZ）U0（V）计算值I（mA）五、实验注意事项1．实验过程中要始终保持电源输出电压1V不变，特别是改变频率时尤其要注意。2．在测量UC0和UL0数值前，应根据实验前估算的数值及时更换毫伏表的量程，在测量UC0和UＬ0时，毫伏表的“＋”端接C与L的公共点，其接地端分别触及L和C的另外一端。3．实验过程中晶体管毫伏表电源线采用两线插头。六、预习思考题1、根据实验电路板给出的元件参数值（L=30mH，C=24×10-10F），估算电路的谐振频率，估算两种R参数下品质因数和通频带。2、如何判别电路是否发生谐振？