1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告,r、l、c串聯(lián)諧振電路研究 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 祝 金 華 pb15050984 實(shí)驗(yàn)題目：、c 串聯(lián)諧振電路得研究 實(shí)驗(yàn)?zāi)康茫?1、 學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法繪制 r、l、c 串聯(lián)電路得幅頻特性曲線。 、 加深理解電路發(fā)生諧振得條件、特點(diǎn)，掌握電路品質(zhì)因數(shù)(電路 q 值)得物理意義及其測(cè)定方法。 實(shí)驗(yàn)原理 1、 在圖 1 所示得 r、l、c 串聯(lián)電路中，當(dāng)正弦交流信號(hào)源 u i 得頻率 f 改變時(shí),電路中得感抗、容抗隨之而變,電路中得電流也隨而變。 取電阻上得電壓 u o 作為響應(yīng)，當(dāng)輸入電壓 u i 得幅值維持不變時(shí), 在不同頻率得信號(hào)激勵(lì)下,測(cè)出 u o 之值,然后以 f 為橫坐標(biāo),以 u o 為

2、縱坐標(biāo),繪出光滑得曲線,此即為幅頻特性曲線，亦稱諧振曲線,如圖 2 所示。 圖 2 2、 在=處,即幅頻特性曲線尖峰所在得頻率點(diǎn)稱為諧振頻率。此時(shí) x l xc，電路呈純阻性,電路阻抗得模為最小。在輸入電壓 u i 為定值時(shí)，電路中得電流達(dá)到最大值,且與輸入電壓 u i 同相位。從理論上講,此時(shí) r u ,u c qu ，式中得 q 稱為電路得品質(zhì)因數(shù)。 3、 電路品質(zhì)因數(shù) q 值得兩種測(cè)量方法 一就是根據(jù)公式 q 測(cè)定,u c 為諧振時(shí)電容器 c 上得電壓(電感上得電壓無法測(cè)量,故不考慮q=測(cè)定） 。另一方法就是通過測(cè)量諧振曲線得通頻帶寬度=f2-f,再根據(jù) q=求出 q 值。式中 f o

3、為諧振頻率，f 2 與 1 就是失諧時(shí), 亦即輸出電壓得幅度下降到最大值得 （=、707)倍時(shí)得上、下頻率點(diǎn)。q 值越大，曲線越尖銳,通頻帶越窄,電路得選擇性越好。 在恒壓源供電時(shí),電路得品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定于電路本身得參數(shù),而與信號(hào)源無關(guān)。 預(yù)習(xí)思考題 1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路板給出得元件參數(shù)值,估算電路得諧振頻率。 l=3m fo=1/（2）=188、8hz 2. 改變電路得哪些參數(shù)可以使電路發(fā)生諧振，電路中 r 得數(shù)值就是否影響諧振頻率值? 改變頻率 f,電感 l,電容 c 可以使電路發(fā)生諧振,電路中 r 得數(shù)值不會(huì)影響諧振頻率值。 3. 如何判別電路就是否發(fā)生諧振？測(cè)試諧振點(diǎn)得方案

4、有哪些? 判斷:電容與電感得電壓相等時(shí)，電路此時(shí)發(fā)生諧振;u i 與 u 0 相位相同時(shí)此時(shí)發(fā)生諧振；u i 與 u 0 大小相等時(shí)電路發(fā)生諧振。 圖 1 測(cè)量:理論計(jì)算,f=1/(lc）; 儀表測(cè)量此時(shí)電流頻率。 4. 電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),為什么輸入電壓不能太大, 如果信號(hào)源給出v 得電壓,電路諧振時(shí),用交流毫伏表測(cè) l 與 u c ,應(yīng)該選擇用多大得量限？ 輸入電壓過大,l、c 器件兩端得電壓遠(yuǎn)高于信號(hào)源電壓;應(yīng)該選用最大量程 。 4. 要提高、l、c 串聯(lián)電路得品質(zhì)因數(shù),電路參數(shù)應(yīng)如何改變? 減小 r,增大,同時(shí)等比例縮小 c。 5. 本實(shí)驗(yàn)在諧振時(shí),對(duì)應(yīng)得 u l 與 u c 就是否相

5、等？如有差異,原因何在? u l ，u c 大小相等,方向相反,因?yàn)樵谥C振點(diǎn) l，c 得阻抗相等，二者阻抗方向相反。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器,交流毫伏表,雙蹤示波器,頻率計(jì),諧振電路實(shí)驗(yàn)電路板 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、 利用 he-15 實(shí)驗(yàn)箱上得"、l、c 串聯(lián)諧振電路',按圖 3 組成監(jiān)視、測(cè)量電路。選c 1 =、01f。用交流毫伏表測(cè)電壓， 用示波器監(jiān)視信號(hào)源輸出。令信號(hào)源輸出電壓 u i =3v，并保持不變。 圖 2、 找出電路得諧振頻率 0 ,其方法就是，將毫伏表接在 r(0)兩端,令信號(hào)源得頻率由小逐漸變大(注意要維持信號(hào)源得輸出幅度不變),當(dāng)o 得讀數(shù)為最大時(shí)，讀得

6、頻率計(jì)上得頻率值即為電路得諧振頻率 f 0 ,并測(cè)量 u c 與 u l 之值(注意及時(shí)更換毫伏表得量限)。 3、 在諧振點(diǎn)兩側(cè),按頻率遞增或遞減 30hz 或 50khz,依次各取 8 個(gè)測(cè)量點(diǎn),逐點(diǎn)測(cè)出u o ， ,u c 之值，記入數(shù)據(jù)表格 。 f (kh) 5、5 6、0 6、 、0 7、 8、0 、3 、6 、9 9、2 、5 9、8 1、 10、8 11、3 11、8 2、 () 0、109 、134 0、16 0 、213 0 、279 0 、385 0 、460 0 、 5 0 、577 0、 0 、491 0、42 0 、323 0 、 21 、216 0 、185 、61

7、u c () 1、470 1 、685 1、8 2 、372 2 、 95 、76 4 、300 4、84 、 2 4、68 3、0 3 、 1 、328 1 、813 1、51 1、13 0、99 u 3, c=0、0f, =200， f =8、kz , f 2 f 1 =9、8568、09=1、7khz , q=8、767=5、0 數(shù)據(jù)處理 、 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，繪出不同值時(shí)三條幅頻特性曲線,即: u o u(f） c =u() 2、 計(jì)算出通頻帶與 q 值 根據(jù)輸出電壓與輸入信號(hào)頻率得記錄，可得 f =8、9hz f 2 f 1 9、856-8、891、77hz ， =8、9/1、76=5、

8、06 q=u c / 0 5、042/、577=8、39 實(shí)驗(yàn)總結(jié)與 誤差分析 對(duì)兩種不同得測(cè) q 值得方法進(jìn)行比較，分析誤差原因。 第一種方法測(cè)量出得q值偏大,由公式q=計(jì)算時(shí),由于實(shí)驗(yàn)儀器精度并不就是非常小,存在一定得儀器誤差與讀數(shù)誤差， 0 課 確定范圍較大，且由圖像讀數(shù) f ,f 也不就是非常精確,不確定度較大。 第二種方法測(cè)量 q 值時(shí),由于頻率在一定范圍內(nèi)電阻電壓保持最大值,無法精確確定 f 0 ,導(dǎo)致u 、u c 可選范圍增大,q 值可取值增多。 諧振時(shí),比較輸出電壓 與輸入電壓 u i 就是否相等?試分析原因。 不相等,電感并不就是理想電感,存在電阻，導(dǎo)線存在電阻，消耗電壓。 通過本次實(shí)驗(yàn),總結(jié)、歸納串聯(lián)諧振電路得特性。 在o=處，即幅頻特性曲線尖峰所在得頻率點(diǎn)為諧振頻率時(shí), l =xc,電路呈純阻性,電路阻抗得模為最小,等于電阻阻值。 在輸入電壓 i 為定值時(shí),電路中得電流達(dá)到最大值,且與輸入電壓 i 同相位。 電阻電壓也達(dá)到最大值。 電感與電容得電壓也達(dá)到最大,且就是反相位。 心得體會(huì)及其它 1. 第一次做電工實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟存在疑問,應(yīng)該主動(dòng)預(yù)先預(yù)習(xí)，了解相關(guān)知識(shí)。 2. 電壓得測(cè)量問題中，應(yīng)該考慮向電路接入毫伏表對(duì)