交流諧振電路-實驗報告

1、University of Science and Technology of China96 Jinzhai Road, Hefei Anhui 230026,The People' s Republic of China交流諧振電路李方勇 PB05210284 0510 第29組 2號（周五下午）實驗題目交流諧振電路實驗目的 研究 RLC 串聯(lián)電路的交流諧振現(xiàn)象，學習測量諧振曲線的方法，學習并掌握電路品質(zhì)因素Q的測量方法及其物理意義。實驗儀器 電阻箱，電容器，電感，低頻信號發(fā)生器以及雙蹤示波器。實驗原理1 RLC交流電路由交流電源 S，電阻 R，電容 C和電感 L 等組成交流電物理

2、量的三角函數(shù)表述和復數(shù)表述e Ecos tEe j t為圓頻率， 為初始相角。電阻 R、電容 CC 兩端的電壓 2 ，落后于電感兩端的電壓式中的 e 可以是電動勢、電壓、電流、阻抗等交流電物理量， 和電感串聯(lián)電路電路中的電流與電阻兩端的電壓是同相位的，但超前于電容電阻阻抗的復數(shù)表達式為Z R RZCj2電容阻抗的復數(shù)表達式為1jC模 ZCj2電感阻抗的復數(shù)表達式為 Z L Le j L 模 Z L L電路總阻抗為三者的矢量和。由圖，電容阻抗與電路總阻抗方向相反，如果滿足。調(diào)節(jié)交流電源（函數(shù)發(fā)生器）的則電路總阻抗為 R，達到最小值。這時電流最大，形成所謂“電流諧振”頻率，用示波器觀察電阻上的電壓

3、，當它達到最大時的頻率即為諧振頻率。電路如下圖。電路參數(shù)電動勢電壓，電流，功率，頻率實驗內(nèi)容1 觀測 RLC串聯(lián)諧振電路的特性（1）按照上圖連接線路，注意保持信號源的電壓峰峰值不變，蔣Vi 和 Vr 接入雙蹤示波器的 CH1和 CH2（注意共地）（2）測量 If 曲線，計算 Q值（3）對測得的實驗數(shù)據(jù)，作如下分析處理：1） 作諧振曲線 I f ，由曲線測出通頻帶寬2） 由公式計算除 fo 的理論值，并與測得的值進行比較，求出相對誤差。3）用 Q 0L ,QVLVC ,Qf0 三種公式計算Q值，并進行比較。 （注意 RL為電感的固R RLViVif0有電阻值）4） 改變 R 的值的值，重復（ 2

4、）（3-1,3-2,3-3 ）實驗數(shù)據(jù) Vip p 4V L 0.2H C 0.005 F RL 80表71 R 400 時 IVR（R 兩端電壓最大值 ）關系f /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf0 4.96KHzVL Vc 20V表 72 R 600 時 I VR關系f /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf /KHzVR / Vf0 4.96KHzVL Vc 15V數(shù)據(jù)處理及分析評定實驗結(jié)果的不確定度1 R 400根據(jù)表 71

5、，作 I VR 曲線，得：1.61.41.21.00.80.60.40.20.0fl=4,7f/KHzfh=5.1 fo5圖 7 1 IVR曲線通頻帶寬：5.1 4.70.4KHz理論值計算：1LC5.04KHz相對誤差：5.04 4.965.04Q值計算：100%1.6%VLVi0LRLf0LR RL2 4.96KHz 0.2H400 8012.9Vi20V2V10.04.96 12.45.1 4.7比較：電壓測量值偏小，所以計算得到Q值相差較大，另外電壓用毫伏表測量比較準確。2R400根據(jù)表 71，作 I VR 曲線，得：B圖 7 1 IVR曲線通頻帶寬：5.234.670.56KHz理論

6、值計算：L1C5.04KHz相對誤差：5.044.965.04Q值計算：100%1.6%0LRLf0LR RLVLViVCVi15V2V4.969.00.5524.96 KHz 0.2H600 809.17.5比較：電壓測量值偏小，所以計算得到Q值相差較大，另外電壓用毫伏表測量比較準確。課后思考題1 根據(jù) RLC串聯(lián)電路的諧振特點，在實驗中如何判斷電路達到了諧振 答：先估計大約值，然后測量在這個附近的值時測量密集一些，找到電壓最大值，對應的頻率值為諧振 頻率。2 串聯(lián)電路諧振時， 電容與電感上的瞬時電壓的相位關系如何若將電容和電感兩端接到示波器上， 將 看到什么現(xiàn)象，為什么 答：電路中的電流與電阻兩端的電壓是同相位的，但超前于電容C兩端的電壓 /2 ，落后于電感兩端的電壓 /2 所以電容電壓落后與電感電壓 ，示波器上類似于兩全波重合的圖像。3 如果用一