《电工学（上册）电工技术》课程教学资源（实验讲义）实验四 2 RLC 串联谐振电路

实验四-2RLC串联谐振电路 实验目的 1、验证RLC串联谐振条件,加深对RLC串联谐振电路特性的理解 2、绘制谐振曲线,了解品质因数Q对谐振曲线的影响; 3、学习使示波器观察电流、电压相差的方法,学习使用正弦交流信号发生器。 、实验器材 1、通用电学实验台 2、双踪示波器、交流电表0-50mA 3、其它按图选用元件及信号发生器 三、实验原理 1、RLC串联电路的阻抗是电源频率的函数,即: Z=R+J(XL-Xc 当XL=X,即ωL=1/oC时,电路处于谐振状态,此时的频率称为谐振频率, 显然,谐振频率仅与元件LC的数值有关。 2、RLC串联谐振电路处于谐振状态时的特征: (1)此时电路呈纯电阻性,Z=R,回路阻抗最小且电路中电流、电压同相 (2)由于感抗与容抗相等,所以电感上的UL与电容上的UC数值相等,相位相 差180。电感上的电压U1(或电容上的电压Uc)与电源电压U之比称为品质因 数Q,当L、C为定值时,Q值仅取决于回路电阻R的大小 (3)在电源电压U不变的情况下,谐振时回路中的电流IUR达最大值。 四、实验步骤: C 1、在通用电路板上按图连接电路: 发 设R=3009,L=180mH,C=0.1uF 信号发生器输出电压UPP=10V; 2、设电路电流波形y电压波形y2输入 双踪示波器

实验四-2 RLC 串联谐振电路 一、实验目的： 1、验证 RLC 串联谐振条件，加深对 RLC 串联谐振电路特性的理解； 2、绘制谐振曲线，了解品质因数 Q 对谐振曲线的影响； 3、学习使示波器观察电流、电压相差的方法，学习使用正弦交流信号发生器。 二、实验器材： 1、通用电学实验台 2、双踪示波器、交流电表 0-50mA 3、其它按图选用元件及信号发生器 三、实验原理： 1、RLC 串联电路的阻抗是电源频率的函数，即： Z=R+j(XL-XC) 当 XL=XC，即ωL=1/ωC 时，电路处于谐振状态，此时的频率称为谐振频率， 显然，谐振频率仅与元件 LC 的数值有关。 2、RLC 串联谐振电路处于谐振状态时的特征： （1）此时电路呈纯电阻性，Z=R，回路阻抗最小且电路中电流、电压同相； （2）由于感抗与容抗相等，所以电感上的 UL 与电容上的 UC 数值相等，相位相 差 1800。电感上的电压 UL（或电容上的电压 UC）与电源电压 U 之比称为品质因 数 Q，当 L、C 为定值时，Q 值仅取决于回路电阻 R 的大小。 （3）在电源电压 U 不变的情况下，谐振时回路中的电流 I=U/R 达最大值。 四、实验步骤： 1、在通用电路板上按图连接电路： 设 R=300Ω，L=180mH，C=0.1μF 信号发生器输出电压 UP-P=10V； 2、设电路电流波形 y1 电压波形 y2 输入 双踪示波器。 R L C 信 mA 号 发 生 器 A B C

3、调节信号源频率由1000Hz连续变化,观察电流表的变化及双踪示波器的波 形变化,当电流电压波形重合时,电流表的读数也应达最大,此时产生谐振。 记下此时的谐振频率(调节过程中应保持信号发生器的输出电压10V不变);并 测出此时的U1Pp= (用示波器探头的黑端插B, 红端插A和C) 4、保持RLC不变,UPP=l0V不变,按下表调节频率并将对应电流值记入表中。 5、保持其它参数不变,令R=5109,重复3、4步,并将数据记入表中 频率f(Hz) 100013001500f=|250030003500 Q=UL/U R=300 (mA)|R=510 注意,上述频率为参考值,对于不同的元件有不同的谐振频率值。 五、实验报告: 1、计算电路的谐振频率,并与实验结果相比较 2、根据实验数据,绘制R=300Ω及510Ω时的谐振曲线,并说明谐振曲线与品 质因数的关系

3、调节信号源频率由 1000Hz 连续变化，观察电流表的变化及双踪示波器的波 形变化，当电流电压波形重合时，电流表的读数也应达最大，此时产生谐振。 记下此时的谐振频率（调节过程中应保持信号发生器的输出电压 10V 不变）；并 测出此时的 ULP-P= ；UCP-P= ，（用示波器探头的黑端插 B， 红端插 A 和 C） 4、保持 RLC 不变，UP-P=10V 不变，按下表调节频率并将对应电流值记入表中。 5、保持其它参数不变，令 R=510Ω，重复 3、4 步，并将数据记入表中。 频率 f（Hz） 1000 1300 1500 f0= 2500 3000 3500 谐振时 UL（V） Q=UL/U I （mA） R=300 R=510 注意，上述频率为参考值，对于不同的元件有不同的谐振频率值。 五、实验报告： 1、计算电路的谐振频率，并与实验结果相比较； 2、根据实验数据，绘制 R=300Ω及 510Ω时的谐振曲线，并说明谐振曲线与品 质因数的关系