實驗五交流串聯(lián)電路.doc

實驗五 交流串聯(lián)電路一. 實驗目的1.研究RLC串聯(lián)電路，驗證 2.測繪RLC串聯(lián)諧振電路的頻率特性曲線; 3.加深對串聯(lián)諧振特點的了解; 4.學習使用函數(shù)信號發(fā)生器、毫伏表和雙蹤示波器 二.實驗說明在RLC交流串聯(lián)電路中,外施電壓等于各元件上電壓的相量和,與的相位差為-900 , 與的相位差為+900.。在RLC串聯(lián)電路中,由于電源頻率的變化,電感和電容所呈現(xiàn)的感抗和容抗也相應的變化。當:時，電路呈容性； 時，電路呈感性； 時, ,電路呈電阻性。我們把時的串聯(lián)電路稱為串聯(lián)諧振電路或電壓諧振電路。諧振頻率為或?？梢娨闺娐窛M足諧振條件，可以通過改變L、C或f來實現(xiàn)。本實驗采用改變外施正弦電壓的頻率f來使電路達到諧振。諧振時電路的復阻抗, 阻抗角，電路中電流的有效值:。如果保持外施電壓的有效值U及電路參數(shù)R、L、C不變，改變電壓源頻率f，便可得到電流與頻率關(guān)系的幅頻特性，如圖2.5.1所示。圖中曲線也稱為電流諧振曲線。在圖中，串聯(lián)電路中的電阻R愈小，曲線就愈尖銳。為了反映諧振電路這一般特性，在無線電技術(shù)中常采用電路的品質(zhì)因數(shù)Q來表示。根據(jù)定義，。三.實驗儀器及設(shè)備 1.電子技術(shù)實驗箱 1臺 2.函數(shù)信號發(fā)生器 1臺 3.毫伏表 1臺4.示波器 1臺 四.預習要求 1.復習有關(guān)串聯(lián)諧振理論,掌握諧振電路的特征。 2.在實驗原理電路圖2.5.2中 a、b端接一頻率可調(diào)的正弦交流電壓 U i,且使 U i4V,設(shè)電路的 C=0.1F；空心電感圈 L2.5mH、 r10；電阻R100。求此電路的諧振頻率f0及此時的電流有效值I。 五.思考題 1.電路發(fā)生串聯(lián)諧振的條件是什么？諧振時有哪些特征? 2.用雙蹤示波器同時觀察兩個波形時應如何選擇公共點? 六.注意事項 1.使用毫伏表測電壓時,每改變一次量程都應校零。2.在每次改變函數(shù)信號發(fā)生器的頻率時,要求保持其輸出電壓不變。七.實驗內(nèi)容及步驟(1)調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器,使頻率f=10kHz,U i4V（用毫伏表測）。按原理圖2.5.2接線。(2)用雙蹤示波器分別觀察UR、UC和UR、UL的波形,注意觀察其相位關(guān)系 (注意:用雙蹤示波器觀察兩個信號,必須正確選擇公共點)，并將波形畫入圖2.5.3中。 （3）改變信號頻率為5kHz、10kHz,保持Ui=4V,用毫伏表測量UR、UL、UC的有效值，記入表2.5.1。驗證下式是否成立： 圖2.5.1 串聯(lián)諧振曲線 圖2.5.2 R L C串聯(lián)電路(4) 尋找諧振點：將頻率調(diào)至10kHz左右，用雙蹤示波器同時觀察、的波形,調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器的頻率 (在調(diào)節(jié)過程中應注意保持函數(shù)發(fā)生器的輸出電壓Ui4V ) ,當和的波形相位相同時,即可認為此時電路發(fā)生串聯(lián)諧振,對應函數(shù)發(fā)生器的頻率即為諧振頻率f0,測出UR、UL、UC并與f0同時記入表2.5.2中。uRo 表2.5.1 Ui4Vf(kHz)Ui(V)UR(V)UL(V)UC(V)54104ouLouC 圖2.5.3 uR、 uL、uc相位關(guān)系表 2.5.2 Ui4V C0.1Ff（kHz）f1=f2=f3=f0=f4=f5=f6=UR（V）UL（V）UC（V）表 2.5.3 Ui4V 電容電壓0.047F0.1F0.47FUR（V）UL（V）UC（V） (5)在f0左右各選取三點（靠近f0處密一點）,分別測出不同頻率時的UR、U L、UC,將值記入表2.5.2中,并畫出諧振曲線。(6)保持信號頻率為f0和電壓 U i4V不變,改變電容參數(shù),分別測出對應的U L、UC和UR值,并記入表2.5.3中。 八.實驗報告要求1 完成表中各項測量值。2 根據(jù)所測值判定。