RLC串聯諧振電路的研究

一、實驗目的1．學習測定RLC串聯電路的諧振頻率，加深對RLC串聯電路諧振特點的理解。2．學習測定RLC串聯電路電流諧振曲線的方法。3．熟悉晶體管毫伏表的使用方法。二、原理說明1．RLC串聯諧振。在圖l所示的RLC串聯交流電路中，我們調節電源頻率或電路參數，使XL=XC，電流和電壓i同相位，電路的這種狀態稱為諧振。因為是RLC串聯電路發生的諧振，所以又稱為串聯諧振。

圖1二、原理說明串聯諧振頻率顯然，諧振頻率只與電路參數L和C有關，而與電阻R無關。調整L、C、f中的任何一個量，都能產生諧振。本實驗是采用改變頻率f的方法來實現諧振的。二、原理說明2．RLC串聯諧振時電路的主要特點。（1）阻抗最小Z=R，電路呈現電阻性。當電源電壓Ui一定時，電流最大，I0為串聯諧振電流。（2）由于XL=XC，所以電路中UL=UC大小相等，相位相反，相互抵消。電源電壓。

二、原理說明（3）若XL=XC>>Ｒ，則UL=UC>>Ui。通常把串聯諧振時UL或UC與Ui之比稱為串聯諧振電路的品質因數，也稱為Q值。當L、C一定時，Q值由電路中的總電阻決定，電阻R越小，品質因數Q越大。二、原理說明3．電流諧振曲線。電源電壓有效值不變而頻率f改變時，電路中感抗、容抗隨之變化，電路中的電流也隨頻率f變化而變化。電流隨頻率變化的曲線稱為電流諧振曲線（圖2）。圖2二、原理說明當f=f0時，電流最大I=I0。當f>f0或f<f0電流I<I0。當電路的電流為諧振電流的即時，在諧振曲線上對應的兩個頻率fH和fL，稱為上半功率頻率和下半功率頻率。fH和fL之間的范圍,稱為電路的通頻帶fBW。通頻帶說明通頻帶的大小與品質因數Q有關。Q值越大，通頻帶越窄，諧振曲線越尖銳，電路的選擇性越好。三、實驗設備序號名稱型號與規格數量備注1函數信號發生器12交流毫伏表DA—1613諧振電路實驗線路板R=330Ω、1KΩC=2400PfL=約30mHDGJ—03表1四、實驗內容按圖3電路接線，取R＝330Ω，調節信號源輸出電壓為1V正弦信號，并在整個實驗過程中保持不變。圖3四、實驗內容1、找出電路的諧振頻率fo。其方法是，將交流毫伏表接在電阻R兩端，令信號源的頻率由小逐漸變大（注意要維持信號源的輸出幅度不變），當UO的讀數為最大時，讀得頻率計上的頻率值，即為諧振頻率fo，然后測量出U0、UC0、UL0之值（注意及時更換毫伏表的量程），記錄在表2中。四、實驗內容表2RLC串聯電路諧振點狀態測試記錄

R（Ω）測量數據計算值f0（KHZ）U0（V）UL0（V）UC0（V）I0（mA）Q3301000四、實驗內容2、測定電流諧振曲線。在諧振點兩側，應先測出下半功率頻率fL和上半功率頻率fH相應的U0值，然后逐點測出不同頻率下U0值，記錄在表3中3、取R=1KΩ，重復步驟1、2的測量。四、實驗內容表3RLC串聯電路電流諧振曲線測試記錄

R（Ω）330測量數據f（KHZ）U0（V）計算值I（mA）R（Ω）1000測量數據f（KHZ）U0（V）計算值I（mA）五、實驗注意事項1．實驗過程中要始終保持電源輸出電壓1V不變，特別是改變頻率時尤其要注意。2．在測量UC0和UL0數值前，應根據實驗前估算的數值及時更換毫伏表的量程，在測量UC0和UＬ0時，毫伏表的“＋”端接C與L的公共點，其接地端分別觸及L和C的另外一端。3．實驗過程中晶體管毫伏表電源線采用兩線插頭。六、預習思考題1、根據實驗電路板給出的元件參數值（L=30mH，C=24×10-10F），估算電路的諧振頻率，估算兩種R參數下品質因數和通頻帶。2、如何判別電路是否發生諧振？