汕头大学：物理系实验教学中心（PPT讲稿）实验十二 交流电路的谐振现象

交流电路的谐振现象

交流电路的谐振现象

谐振×在含有电阻、电感和电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相的若调节电路参数或电源频率使电流与电源电压同相，电路呈电阻性，我们称这时电路的工作状态为谐振。U元件性质=中u-ZR=R电阻电压、电流位相一致=0容抗与频率成反比。隔直流、通交流、高频短路or电容元电压的位相落后于电流0=22感抗与频率成正比。阻高频、通低频L=OLZ1电感元元电压比电流超前O22

谐振  在含有电阻、电感和电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不 同相的，若调节电路参数或电源频率使电流与电源电压同相，电路呈电阻 性，我们称这时电路的工作状态为谐振

实验简介谐振电路是一类包含电容、电感和电阻的无源端口网络，在无线电技术中广泛应用于无线电波的选频。各种无线电装置、测量仪器都包含了谐振电路。电路品质因数Q标志了谐振电路的性能，Q值越大，电路的选择性越好。在谐振状态下，电路的总阻抗达到或接近极值通过本实验，可以认识谐振现象，并测量Q值，进一步理解谐振现象

实验简介 谐振电路是一类包含电容、电感和电阻的无源 端口网络，在无线电技术中广泛应用于无线电 波的选频。各种无线电装置、测量仪器都包含 了谐振电路。电路品质因数Q标志了谐振电路的 性能， Q值越大，电路的选择性越好。 在谐振状态下，电路的总阻抗达到或接近极值， 通过本实验，可以认识谐振现象，并测量Q值， 进一步理解谐振现象

实验目的×观察交流电路的谐振现象；×了解电路品质因数对选择性和通频带的影响；学习常用电子仪器的使用方法。实验仪器标准电感、电电容箱、电阻箱、低频信号发生器真空管毫伏表

实验目的  观察交流电路的谐振现象；  了解电路品质因数对选择性和通频带的影响；  学习常用电子仪器的使用方法。 实验仪器  标准电感、电容箱、电阻箱、低频信号发生器、 真空管毫伏表

实验原理1、RLC串联电路的谐振V交流电压与交流电流的关系为：H.FLCRUU三ZR2 +oL -C交流电压与交流电流的相位差为：1OLOC@= arctanR

实验原理 C L R V 1、RLC串联电路的谐振 R C L    1 arctan − = 2 2 1       + − = = C R L U Z U I   V 交流电压与交流电流 的关系为： 交流电压与交流电流 的相位差为：

OL-OC@=arctanR实验原理当の=0时，电压与电流间相位差为零，此时的圆频率称为谐振圆频率のo，即0 =1/ VLC由电流表达式可知，此时阻抗达到极小值，交流电流达到极大值。以电流的有效值为纵轴，信号频率值为横轴作图，可得到A有一尖峰的谐振曲线。0.707电路的品质因数0发生谐振时OL-c--CQ=1RRCWeeQo维寄oW2

实验原理 R C L    1 arctan − = 当 时，电压与电流间相位差为零，此时的圆频率 称为谐振圆频率 ，即  = 0 0 0 =1/ LC 由电流表达式可知，此时阻抗达到极小值，交流电流 达到极大值。以电流的有效值为纵轴，信号频率值为 横轴作图，可得到 有一尖峰的谐振曲线。 电路的品质因数Q： 发生谐振时 R L U RC U U U Q L C 0 0 1   = = = =

实验原理其意义为：发生谐振时，电容或电感上的电压是电源电压的0倍。串联谐振一般称为电压谐振。通频带：图中の和の2频率之差为通频带宽度：[Aul0o0.707△0 =0, -0Q-111EEWeeQo维寄woW2

实验原理 其意义为： 发生谐振时，电容或电感上的电压是电源电压的Q倍。 串联谐振一般称为电压谐振。 通频带：图中 1 和 2 频率之差为通频带宽度： Q 0 2 1   = − =

实验原理CHH2、RLC并联电路的谐振LR总电阻抗为：R? + (oL)Z=R? +0CR? +0L(0?LC-1)]OL-OCR?-"LC相位差为：@= arctanR

实验原理 L R C 2、RLC并联电路的谐振 总电阻抗为： ( )   2 2 2 2 2 2 + + ( −1) + = R CR L LC R L Z     相位差为：       − − = R L CR L C 2 3 2 arctan    

OL-0CR?-@"LCβ = arctanR实验步骤发生谐振时，の=0，如果R较小，可得谐振因数-V-0/当Q>>1时，の，～。，此时电路总阻抗近似为极大值。发生谐振时，两分支电路电流几乎相等，且近似为总电流的0倍，称为电流谐振

实验步骤 发生谐振时， ，如果R较小，可得谐振因数       − − = R L CR L C 2 3 2 arctan      = 0 0 2 2 1 1 1 L Q R LC p  = −       = −  当Q >>1时，  p  0 ，此时电路总阻抗近似为极大值。 发生谐振时，两分支电路电流几乎相等，且近似为总 电流I的Q倍，称为电流谐振

实验内容与步骤测定RLC串联谐振电路的谐振曲线和品质因数。1）RLC参数选定：L=0.1H，C=0.03uF，R=100Q。2）按图接好线路。取加在电路两端的电压U=1V。依次调节功率函数信号发生器的“频率调节”（从2000Hz开始，每隔100Hz测一次，一直到3800Hz，谐振频率附近多测几个点），每改变一次频率，同时调节信号发生器的“幅度调节”，以便保证加在回路两端的电压U=1V。记录频率f及电阻上的电压URo3）当频率调整至谐振点f.时，除记录UR外，还要记录UI、U值4）改变R=500Q，重复上述步骤

实验内容与步骤 测定RLC串联谐振电路的谐振曲线和品质因数。 1）RLC参数选定：L=0.1H，C=0.03μF，R=100Ω。 2）按图接好线路。取加在电路两端的电压U=1V。依次调节功 率函数信号发生器的“频率调节”（从2000Hz开始，每隔 100Hz测一次，一直到3800Hz, 谐振频率附近多测几个点）， 每改变一次频率，同时调节信号发生器的“幅度调节”，以 便保证加在回路两端的电压U=1V。记录频率f及电阻上的电 压UR。 3）当频率调整至谐振点f0时，除记录UR外，还要记录UL、UC值 4）改变R=500Ω，重复上述步骤