電工實(shí)驗(yàn)?zāi)曛笇?dǎo)書

電路（電工技術(shù)）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)電系電路（電工技術(shù)）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課程的入門，適用于電氣、自動化、儀器和計(jì)算機(jī)專業(yè)等學(xué)生，以電氣、自動化類學(xué)生拓寬專業(yè)培養(yǎng)口徑為立足點(diǎn)，依循電工電子學(xué)科與相關(guān)學(xué)科知識和基礎(chǔ)技術(shù)交融的特點(diǎn)，突出強(qiáng)電與弱電的結(jié)合，電路理論基礎(chǔ)與電工測量技術(shù)的結(jié)合，由淺入深、循序漸進(jìn)，掌握電子設(shè)備儀表的使用方法，完成電路實(shí)際測量和分析。電路實(shí)驗(yàn)課程作為電類學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一，其建設(shè)目標(biāo)是：以學(xué)生為主體，以能力和素質(zhì)培養(yǎng)為主線，注重發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，在寬口徑專業(yè)教育引導(dǎo)下，夯實(shí)基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、引導(dǎo)創(chuàng)新，培養(yǎng)既要腳踏實(shí)地，又要出類拔萃的工程科技人才。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）基爾霍夫定律。3學(xué)時（2）戴維南定理和諾頓定理。3學(xué)時（3）RLC串、并聯(lián)諧振電路。3學(xué)時圖1-1驗(yàn)證基爾霍夫定律電路之一（a）原理電路示意圖(b)實(shí)際接線示意圖圖1-2驗(yàn)證基爾霍夫定律電路之二（a）原理電路示意圖(b)實(shí)際接線示意圖圖1-3驗(yàn)證基爾霍夫定律電路之三（a）原理電路示意圖(b)實(shí)際接線示意圖五、測試記錄表格表1-1線性對稱電路（對應(yīng)圖1-）電路參數(shù)測量電壓（V）測量電流（mA）UUUUUUUUIIIIIIUSA=VUSB=VR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=Ω驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)名稱ΣU=節(jié)點(diǎn)名稱ΣI=表1-2線性對稱電路（對應(yīng)圖1-）電路參數(shù)測量電壓（V）測量電流（mA）UUUUUUUUIIIIIIUSA=VUSB=VR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=Ω驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)名稱ΣU=節(jié)點(diǎn)名稱ΣI=表1-3線性不對稱電路（對應(yīng)圖1-）電路參數(shù)測量電壓（V）測量電流（mA）UUUUUUUUIIIIIIUSA=VUSB=VR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=Ω驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)名稱ΣU=節(jié)點(diǎn)名稱ΣI=表1-4線性不對稱電路（對應(yīng)圖1-）電路參數(shù)測量電壓（V）測量電流（mA）UUUUUUUUIIIIIIUSA=VUSB=VR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=Ω驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)名稱ΣU=節(jié)點(diǎn)名稱ΣI=表1-5線性不對稱電路（對應(yīng)圖1-）電路參數(shù)測量電壓（V）測量電流（mA）UUUUUUUUIIIIIIUSA=VUSB=VR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩR=ΩDD驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)名稱ΣU=節(jié)點(diǎn)名稱ΣI=注：1、USA、USB電源電壓根據(jù)實(shí)驗(yàn)時選用值填寫。2、U、I、R下標(biāo)均根據(jù)自擬電路參數(shù)或選用電路參數(shù)對應(yīng)填寫。指導(dǎo)教師簽字：________________年月日六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）自行設(shè)計(jì)的電路，或選擇的任一參考電路，接線后需經(jīng)教師檢查同意后再進(jìn)行測量。（2）測量前，要先在電路中標(biāo)明所選電路及其節(jié)點(diǎn)、支路和回路的名稱。（3）測量時一定要注意電壓與電流方向，并標(biāo)出“+”、“一”號，因?yàn)槎傻尿?yàn)證是代數(shù)和相加。（4）在測試記錄表格中，填寫的電路名稱與各參數(shù)應(yīng)與實(shí)驗(yàn)中實(shí)際選用的標(biāo)號對應(yīng)。七、預(yù)習(xí)及思考題（1）什么是基爾霍夫定律，包括兩個什么定律?（2）基爾霍夫定律適用于什么性質(zhì)元件的電路?

實(shí)驗(yàn)二戴維南定理和諾頓定理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)加深對戴維南定理和諾頓定理的理解。(2)學(xué)習(xí)戴維南等效參數(shù)的各種測量方法。(3)理解等效置換的概念。(4)學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源、萬用表、直流電流表和電壓表的正確使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理及說明(1)戴維南定理是指—個含獨(dú)立電源、線性電阻和受控源的一端口，對外電路來說，可以用一個電壓源和一個電阻的串聯(lián)組合來等效置換。此電壓源的電壓等于該端口的開路電壓UOC，而電阻等于該端口的全部獨(dú)立電源置零后的輸入電阻，如圖2-l所示。這個電壓源和電阻的串聯(lián)組合稱為戴維南等效電路。等效電路中的電阻稱為戴維南等效電阻Req。所謂等效是指用戴維南等效電路把有源一端口網(wǎng)絡(luò)置換后，對有源端口(1-1')以外的電路的求解是沒有任何影響的，也就是說對端口l-1'以外的電路而言，電流和電壓仍然等于置換前的值。外電路可以是不同的。(2)諾頓定理是戴維南定理的對偶形式，它指出一個含獨(dú)立電源、線性電阻和受控源的一端口，對外電路來說，可以用一個電流源和電導(dǎo)的并聯(lián)組合來等效置換，電流源的電流等于該一端口的短路電流Isc，而電導(dǎo)等于把該—端口的全部獨(dú)立電源置零后的輸入電導(dǎo)Geq=1/Req，見圖2-l。(3)戴維南—諾頓定理的等效電路是對外部特性而言的，也就是說不管是時變的還是定常的，只要含源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部除獨(dú)立的電源外都是線性元件，上述等值電路都是正確的。圖2-1一端口網(wǎng)絡(luò)的等效置換(4)戴維南等效電路參數(shù)的測量方法。開路電壓Uoc的測量比較簡單，可以采用電壓表直接測量，也可用補(bǔ)償法測量；而對于戴維南等效電阻Req的取得，可采用如下方：網(wǎng)絡(luò)含源時用開路電壓、短路電流法，但對于不允許將外部電路直接短路的網(wǎng)絡(luò)(例如有可能因短路電流過大而損壞網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部器件時)不能采用此法；網(wǎng)絡(luò)不含源時，采用伏安法、半流法、半壓法、直接測量法等。三、實(shí)驗(yàn)儀器儀表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法步驟(一)計(jì)算與測量有源一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓、短路電流(1)計(jì)算有源一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc(U11')、短路電流Isc(I11'）根據(jù)附本表2-1中所示的有源一端口網(wǎng)絡(luò)電路的已知參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果記入該表。(2)測量有源一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，可采用以下幾種方法：1)直接測量法。直接用電壓表測量有源一端口網(wǎng)絡(luò)1-1'端口的開路電壓，見圖2-2電路，結(jié)果記入附本表2-2中。圖2-2開路電壓、短路電流法圖2-3補(bǔ)償法二、補(bǔ)償法三2)間接測量法。又稱補(bǔ)償法，實(shí)質(zhì)上是判斷兩個電位點(diǎn)是否等電位的方法。由于使用儀表和監(jiān)視的方法不同，又分為補(bǔ)償法一、補(bǔ)償法二、補(bǔ)償法三。補(bǔ)償法一：用發(fā)光管判斷等電位的方法，利用對兩個正反連接的發(fā)光管的亮與不亮的直接觀察，進(jìn)行發(fā)光管兩端是否接近等電位的判斷?？勺孕性O(shè)計(jì)電路。此種方法直觀、簡單、易行又有趣味，但不夠準(zhǔn)確?？膳c電壓表、毫伏表和電流表配合使用。具體操作方法，留給同學(xué)自行考慮選作。補(bǔ)償法二：用電壓表判斷等電位。如圖2-3所示，把有源一端口網(wǎng)絡(luò)端口的1'與外電路的2'端連成一個等位點(diǎn)；Us兩端外加電壓，起始值小于開路電壓Ull'；短接電位器Rw和發(fā)光管D1、D2，這樣可保證外加電壓Us正端2與有源一端口開路電壓正端1直接相對，然后把電壓表接到1、2兩端后，再進(jìn)行這兩端的電位比較。經(jīng)過調(diào)節(jié)外加電源Us的輸出電壓壓，調(diào)到1、2兩端所接電壓表指示為零時，即說明1端與2端等電位，再把l、2端斷開后，測外加電源Us的電壓值，即等于有源一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，此值記入附本表2-2中。補(bǔ)償法三:用電流表或檢流計(jì)判斷等電位的方法，條件與方法同上，當(dāng)調(diào)到l、2兩端所接電壓表指示為零時，再換電流表或檢流計(jì)接到l、2兩端上，見圖2-3。微調(diào)外加電源Us的電壓使電流表或檢流計(jì)指示為0(注意一般電源電壓調(diào)量很小)，再斷開電流表或檢流計(jì)后，用電壓表去測外加電源Us的電壓值，應(yīng)等于Uoc，此結(jié)果對應(yīng)記入附本表2-2。此方法比用電壓表找等電位的方法更準(zhǔn)確，但為了防止被測兩端1、2間電位差過大會損壞電流表，所以一定要在電壓表指示為零后，再把電流表或檢流計(jì)換接上。以上方法中，補(bǔ)償法一測量結(jié)果誤差較大，補(bǔ)償法三測量結(jié)果較為精確，但也與電流表靈敏度有關(guān)。(二)計(jì)算與測量有源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req(1)計(jì)算有源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req。當(dāng)一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無源時(把雙刀雙投開關(guān)K1合向短路線)，計(jì)算有源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻尺Req。電路參數(shù)見附本表2-1中，把計(jì)算結(jié)果記入該表中。(2)測量有源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻只Req。可根據(jù)一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是否有源，分別采用如下方法測量：1)開路電壓、短路電流法。當(dāng)一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有源時(把雙刀雙投開關(guān)K1合向電源側(cè))，見圖2-2所示，USN=30V不變，測量有源一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和短路電流Isc。把電流表接l-1'端進(jìn)行短路電流的測量。測前要根據(jù)短路電流的計(jì)算選擇量程，并注意電流表極性和實(shí)際電流方向，測量結(jié)果記入附本表2-3，計(jì)算等效電阻Req。2)伏安法。當(dāng)一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無源時(把雙刀雙投開關(guān)Kl合向短路線側(cè))，整個一端口網(wǎng)絡(luò)可看成一個電阻，此電阻值大小可通過在一端口網(wǎng)絡(luò)的端口外加電壓，測電流的方法得出，見圖2-4。具體操作方法是外加電壓接在Us兩端，再把l'、2'兩端相連，把發(fā)光管和電位器Rw短接，電流表接在1、2兩端，此時一端口網(wǎng)絡(luò)等效成一個負(fù)載與外加電源Us構(gòu)成回路，Us電源電壓從0起調(diào)到使電壓表指示為1OV時，電流Is2與電壓值記入附本表2-3，并計(jì)算一端口網(wǎng)絡(luò)等效電阻Req=Us/IS2。圖2-4伏安法圖2-5半流法3)半流法。條件同上，只是在上述電路中再串進(jìn)一個可調(diào)電位器Rw(去掉Rw短接線)如圖2-5所示，外加電源Us電壓10V不變。當(dāng)調(diào)Rw使電流表指示為伏安法時電流表的指示的一半時，即I's2＝Is2/2，此時電位器Rw的值等于一端口網(wǎng)絡(luò)等效電阻Req，斷開電流表和外加電源Us，測Rw值就等于是及Req，結(jié)果記入附本表2-3。4)半壓法。半壓法簡單、實(shí)用，測試條件同上，見圖2-6。把1、2兩端直接相連，外加電源Us＝10V，調(diào)Rw使URw＝(1/2)Us時，說明Rw值即等于一端口網(wǎng)絡(luò)等效電阻Req，斷開外接電源Us，再測量Rw的值，結(jié)果記入附本表2-3。5)直接測量法。當(dāng)一端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無源時，如圖2-7所示，可用萬用表歐姆檔測量或直流電橋直接測量1-1'兩端電阻Req(此種方法只適用于中值、純電阻電路)，測試結(jié)果記入附本表2-3中。圖2-6半壓法圖2-7直接測量法說明：以上各方法測出的值均記入附本表2-3中，計(jì)算后進(jìn)行比較，并分析判斷結(jié)果是否正確。(3)驗(yàn)證戴維南定理，理解等效概念：1)戴維南等效電路外接負(fù)載。如圖2-8(a)所示，首先組成一個戴維南等效電路，即用外電源Us(其值調(diào)到附本表2-2用直接測量法測得的Uoc值)與戴維南等效電阻R5=Req相串后，外接R5＝100Ω的負(fù)載，然后測電阻R6兩端電壓UR6和流過R6的電流值IR6，記入附本表2-4。圖2-8驗(yàn)證戴維南定理(a)戴維南等效電路端口負(fù)載R6；（b）N網(wǎng)絡(luò)的端口接負(fù)載R62)N有源網(wǎng)絡(luò)1-1'端口外接負(fù)載。如圖2-8(b)所示，同樣接R6＝100Ω的負(fù)載，測電壓UR6與電流IR6，結(jié)果記入附本表2-4中，與1)測試結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證戴維南定理(4)驗(yàn)證諾頓定理，理解等效概念：1)諾頓等效電路外接負(fù)載。如圖2-9（a）所示，首先組成一個諾頓等效電路，即用外加電流源Is(其值調(diào)到附本表2-3中開路電壓、短路電流法測得的短路電流Isc值）與戴維南等效電阻R5=Req并后，外接R6=100Ω的負(fù)載，然后測電阻R6兩端電壓UR6和流過R6的電流值IR6，記入本表2-5。采用此方法時注意，由于電流源不能開路，具體操作要在教師具體指導(dǎo)下進(jìn)行，否則極易損壞電流源。圖2-9驗(yàn)證諾頓定理等效電路（a）諾頓等效電路端口接負(fù)載R6；（b）N網(wǎng)絡(luò)的端口接負(fù)載R62)與上述(3)之2）中的測試結(jié)果進(jìn)行比較，參閱圖2-8（b），驗(yàn)證諾頓定理。五、測試記錄表2-1戴維南等效參數(shù)計(jì)算序號計(jì)算有源一端口電路參數(shù)1UOC=U11'R2R211'R1R3R4+－USNUSN=30VR1=120ΩR2=360ΩR3=240ΩR4=180Ω2IS=I11'mA3Req=R11'Ω表2-2等效電壓源電壓Uoc測量結(jié)果序號采取方法Uoc（V）條件說明1直接測量N網(wǎng)絡(luò)有源USN=30V2補(bǔ)償法之一N網(wǎng)絡(luò)有源，外加電源Us電壓從8V增加到1、2兩端等電位時（發(fā)光管不亮）3補(bǔ)償法之二N網(wǎng)絡(luò)有源，外加電源Us電壓從8V增加到1、2兩端等電位時（電壓表指0）4補(bǔ)償法之三N網(wǎng)絡(luò)有源，外加電源Us電壓從8V增加到1、2兩端等電位時（電流表或檢流針指0）表2-3戴維南等效電阻Req測量（計(jì)算）結(jié)果序號采取方法測量（計(jì)算）Req條件說明1開路電壓、短路電流法UOC=V，ISC=mAReq=UOC/ISC=ΩN網(wǎng)絡(luò)有源USN=30V2伏安法US=V，IS2=mAReq=US/IS2=ΩN網(wǎng)絡(luò)有源外加電源US=10V3半流法Req=Rw=ΩN網(wǎng)絡(luò)有源外加電源US=10V4半壓法Req=Rw=ΩN網(wǎng)絡(luò)有源外加電源US=10V5直接測量萬用表Req=ΩN網(wǎng)絡(luò)無源6單臂電橋Req=ΩN網(wǎng)絡(luò)無源表2-4驗(yàn)證戴維南定理序號電路外接負(fù)載（Ω）測量負(fù)載電壓、電流UR6（V）IR6（mA）1戴維南等效電路電壓源UOC串ReqUOC=V，Req=Ω2原N網(wǎng)絡(luò)有源USN=30V網(wǎng)絡(luò)端口1-1'接線3比較1、2測量結(jié)果進(jìn)行說明表2-5驗(yàn)證諾頓定理序號電路外接負(fù)載（Ω）測量負(fù)載電壓、電流UR6（V）IR6（mA）1諾頓等效電路電流源Ιsc并聯(lián)ReqIsc=mA，Req=Ω2原N網(wǎng)絡(luò)有源USN=30V網(wǎng)絡(luò)端口1-1'接線3比較1、2測量結(jié)果進(jìn)行說明指導(dǎo)教師簽字：年月日六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)USN是N網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電源，Us是外加電源，接線時極性位置，電壓值不要弄錯。(2)此實(shí)驗(yàn)是用多種方法驗(yàn)證比較，測量中一定要心中有數(shù)，注意各種方法的特點(diǎn)、區(qū)別，決不含糊，否則無法進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)也將失去意義。(3)發(fā)光管是用作直接觀察電路中有否電流、電流的方向及判斷兩點(diǎn)是否接近等電位用。但因發(fā)光管是非線性元件，電阻較大，不管那種方法，只要測量電流、電壓時就把它短接掉，即用短線插到發(fā)光管兩頭的N2、N3插孔即可。(4)測量電流、電壓時都要注意各表極性、方向和量程的正確選擇。測量時要隨時與事先計(jì)算的含源一端口網(wǎng)絡(luò)的等效電阻、開路電壓、短路電流等值進(jìn)行比較，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確。七、預(yù)習(xí)及思考題(1)根據(jù)附本表2-1中一端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，計(jì)算開路電壓Uoc、短路電流Isc和等效電阻Req，并將結(jié)果記入該表中。(2)用開路電壓、短路電流法測量等效電阻時，開路電壓、短路電流是否可以同時進(jìn)行測量，為什么？

實(shí)驗(yàn)三串、并聯(lián)諧振一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）加深對R、L、C串、并聯(lián)電路諧振特性的理解。（2）學(xué)習(xí)測定R、L、C串、并聯(lián)電路諧振特性的方法。（3）熟悉信號發(fā)生器和晶體管毫伏表的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理及說明諧振現(xiàn)象是正弦穩(wěn)態(tài)電流電路的一種特定的工作狀況，在無線電和電工技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用；另一方面，發(fā)生諧振時又有可能破壞系統(tǒng)的正常工作，所以，對諧振現(xiàn)象進(jìn)行深入的研究有其重要的意義。通過實(shí)驗(yàn)，搞清R、L、C電路在什么條件下出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，如何測量和判斷諧振特性。（一）R、L、C串聯(lián)電路（1）R、人、C串聯(lián)電路的諧振條件：1）總電流和總電壓同相。從電路原理已知R、L、C串聯(lián)電路的等效復(fù)阻抗Z=R+J（ωL－1/ωC）。當(dāng)ωL＞1/ωC時，電路呈感性；當(dāng)ωL＜1/ωC時，電路呈容性；而當(dāng)ωL=1/ωC時，RLC串聯(lián)電路呈阻性，總電流和總電壓同相，這種狀態(tài)稱為諧振。RLC串聯(lián)電路發(fā)生的諧振稱為串聯(lián)諧振。2）電路電抗X=ωL一1/ωC=0。此式可寫成ω0L=1/ω0C，即ω03）諧振頻率f0=1/2π。從該式可得出如下結(jié)論：①電路諧振頻率只和電路參數(shù)L、C值有關(guān)，而與電阻無關(guān)。②電路參數(shù)L、C和電源頻率f三個量中，無論改變那一個量都可能使電路發(fā)生諧振又可能使電路避免諧振。③當(dāng)電路參數(shù)L、C值已固定時，改變電源頻率可使電路發(fā)生諧振。（2）RLC串聯(lián)電路諧振的特征：1）電路總阻抗達(dá)最小值，即Z=R，此時雖然電路電抗X=0，但XL=XC=ω0L=l/ω0C≠0。ω0L或1/2）電阻上電壓U=RI=U·U=RI=U···3）電流達(dá)最大值I=U/R·I=U/R··4）電抗電壓U·等于零，即U=U+U=jXI=0····U·U=U+U=jXI=0····U·U·5）電感兩端電壓U·和電容兩端電壓U·是外施電壓的Q倍，它們大小相等，即有效值UL=UC=QUS。U·U·U·U·U·6）電路品質(zhì)因數(shù)Q＝ω0L/R是特性阻抗與電阻之比。如果Q＞1，則諧振時，電感和電容上會出現(xiàn)超出外施電壓Q倍的高電壓，UL和UC比電源電壓US7）電路呈電阻性，電路吸收的無功功率為零，即無功功率Q=I2X=I2（XL—XC）=QL—QC=0。此式表明，電源和電路之間不存在能量的交換。但電感元件與電容元件間存在能量交換。（3）判斷電路是否串聯(lián)諧振的方法：采取固定參數(shù)后，改變電源的頻率，測量元器件上的壓降的方法。根據(jù)串聯(lián)諧振特征，如測出電阻兩端電壓UR最大（理論上應(yīng)等于電源電壓，實(shí)際上不等），電感兩端電壓UL與電容兩端電壓UC是電源電壓的Q倍，或UX=0，即可判斷發(fā)生串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振適用于信號源內(nèi)阻較小的情況（二）R、L、C并聯(lián)電路（1）R、L、C并聯(lián)電路的諧振條件：1）總電流和總電壓同相。從電路原理已知RLC并聯(lián)電路，等效復(fù)導(dǎo)Y=G—j（BL—BC）=G—jB=（1/R）一j［（1/ωL）一ωC］。當(dāng)B＞0（即1/ωL＞ωC）時，電路呈感性；當(dāng)B＜0（即l/ωL＜ωC）時，電路呈容性；而當(dāng)B=0，即1/ωL＝ωC時，電路呈阻性，即總電流和電壓同相，電路的這種狀態(tài)稱為諧振。RLC并聯(lián)電路發(fā)生的諧振稱為并聯(lián)諧振。2）電路電納B=（1/ωL）一ωC=0，此式可寫成l/ω0L=ω0C，即ω0=1/3）諧振頻率f0=l/2π。從上式可得出如下結(jié)論：①電路諧振頻率只和電路參數(shù)L、C值有關(guān)，而與電阻無關(guān)。②電路參數(shù)L、C和電源頻率f三個量中，無論改變哪一個量都可能使電路發(fā)生諧振，又可能使電路避免諧振。③當(dāng)電路參數(shù)L、C值已固定時，改變電源頻率可使電路發(fā)生諧振。（2）諧振的特征：1）電路總阻抗達(dá)最大值Z=1/Y=R，導(dǎo)納為最小Y=1/R，此時雖然電路電抗X=0，但XL=XC=ω0L＝1/ω0C2）當(dāng)電源電壓U一定時，總電流I=YU=U/R達(dá)最小值。3）諧振時，雖然電納B=BL—BC=0，但BL=BC=1/ω0L＝ω0C≠0。并聯(lián)諧振時的感抗或容抗稱為并聯(lián)諧振電路的特性阻抗，用符號ρ表示，ρ=ω0L=1/ω04）電納的總電流I·為零，即·I=I+I=0··。但I(xiàn)·與I·不等于零。諧振時電感支路電流IL和電容支路電路IC是總電流的Q倍，即Q=BU2=QL—QC。當(dāng)Q很大時ICI··I=I+I=0··I·I·5）由于并聯(lián)諧振時，電路呈電阻性，電路吸收的無功功率為零，即Q=BU2=QL一QC=0，電源和電路間無能量的交換，但電感元件與電容元件間有能量交換。（3）判斷電路是否并聯(lián)諧振的方法。同樣采取固定參數(shù)后，改變電源的頻率，測量元器件上的壓降。根據(jù)并聯(lián)諧振特征，如測出加串在電路中的電阻兩端的電壓UR最小，并聯(lián)電路兩端電壓UL等于UC并且與串聯(lián)電阻UR兩端電壓相加應(yīng)等于電源電壓，或者測電感支路電流IL和電容支路電流IC應(yīng)等于電路電流的Q，即可判斷發(fā)生并聯(lián)諧振倍。但是由于電源頻率較高，一般電流表無法進(jìn)行測量，本實(shí)驗(yàn)只能用晶體管電壓表測電壓的方法進(jìn)行判斷。（三）各種電路的特性及相量圖見附錄表3-1、表3-2。三、實(shí)驗(yàn)儀器儀表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法步驟（一）R、L、C串聯(lián)電路（電路自擬）串聯(lián)電路的電阻可分別取50Ω、100Ω或200Ω，測試內(nèi)容如下：（1）諧振特性的測量。首先根據(jù)自擬電路參數(shù)，計(jì)算出諧振頻率f0和品質(zhì)因數(shù)Q值記入附本表3-1、表3-2或表3-3，參考電路如圖3-1所示。在調(diào)頻過程中，要始終保持電源電壓不變［見下述六實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）］。測量電路諧振時對應(yīng)頻率f0及各量記入附本表3-l、表3-2或表3-3。圖3-1R、L、C串聯(lián)電路（a）RLC串聯(lián)電路之一；（b）RLC串聯(lián)電路之二（2）測量對應(yīng)0.7UR0（UR0為諧振時電阻R1或RW兩端電壓）幅值時的頻率及各量，記入附本表3-1、表3-2或表3-3。（5）分別測量當(dāng)UL和UC最大值時的對應(yīng)頻率及各量，記入附本表3-1、表3-2或表3-3。（6）計(jì)算表中各量。（7）說明：1）為了便于觀察測量與分析RLC串聯(lián)電路，電路參數(shù)LC與電路諧振頻率f0的關(guān)系以及電路品質(zhì)因數(shù)Q與最大諧振電壓UL0（UC0）的關(guān)系，R、L、C串聯(lián)電路實(shí)驗(yàn)測試記錄表格給出兩組：一組是表3-1、表3-2，可用于電路的L、C參數(shù)不同，而電阻相同時的測量記錄；而表3-2和表3-3可用于電路的L、C參數(shù)相同，而電阻不同時的測量記錄。2）R、L、C串聯(lián)電路串聯(lián)電阻R的選擇，如果是選50Ω或200Ω，只能采用調(diào)可調(diào)電位器RW的阻值，用萬用表事先測出，而把Rl電阻用短線短掉，見圖3-1（a），使R、L、C電路電阻是50Ω或200Ω；如果是選100Ω電阻，可采用把RW電阻用短線短掉，只選用電阻Rl=100Ω，見圖3-1（b），或把Rl短掉，從RW調(diào)出100Ω等兩種方法。（二）R、L、C并聯(lián)電路首先根據(jù)自擬電路參數(shù)，計(jì)算出諧振頻率f0和品質(zhì)因數(shù)Q值。但需說明的是電路參數(shù)不論如何選擇，電路不論如何設(shè)計(jì)，其電源和RLC并聯(lián)部分之間一定要串一個電阻，如圖3-2所示的R1電阻，否則其并聯(lián)電路的諧振現(xiàn)象根本看不出來。這個R1電阻可看成是作取樣電阻或限流電阻或電源內(nèi)阻等多種用途，而且阻值要比較大。（1）測量RLC并聯(lián)電路參數(shù)。2）測量對應(yīng)0.7UC0（UL0）幅值時的頻率及各量，記入附本表3-4、表3-5。3）分別測量對應(yīng)0.5UC0（UL0）幅值時的頻率及各量，記入附本表3-4、表3-5。4）分別測量對應(yīng)0.3UC0（UL0）幅值時的頻率及各量，記入附本表3-4、表3-5。5）計(jì)算表中各量。6）說明：①表3-4、表3-5用于R、L、C并聯(lián)電路，R、C取值不同時的諧振頻率f0是否相同的比較。為了比較方便，可采用保持L值不變，只改變C值的方法，也可以采用保持C值不變，只改變L值的方法進(jìn)行。②對于判斷圖3-2所示電路是否諧振，應(yīng)該測量什么位置的什么量?由于電路的Rl等于R2，當(dāng)電路諧振時，URl和UR2應(yīng)是什么關(guān)系，一定要在明了清楚的前提下進(jìn)行。（2）測量圖3-3所示L、C并聯(lián)電路：1）諧振時測量對應(yīng)頻率f0與表中各量，記入附本表3-6。2）測量對應(yīng)0.7UC0（UL0）幅值時的頻率及各量，記入附本表3-6。3）分別測量對應(yīng)0.5UC0（UL0）幅值時的頻率及各量，記入附本表3-6。4）分別測量對應(yīng)0.3UC0（UL0）幅值時的頻率及各量，記入附本表3-6。圖3-2RLC并聯(lián)電路5）計(jì)算表中各量。6）說明：①為了便于對圖3-2和圖3-3電路測量結(jié)果進(jìn)行比較，建議兩個電路選取的LC參數(shù)相同，觀察諧振頻率是否相同。②如果用與（1）相同的方法測量電路是否諧振，那么兩個電路的諧振電壓是否相同?并分析為什么?圖3-3LC并聯(lián)電路五、測試記錄表格序號電路狀態(tài)測量計(jì)算fURULUCUXZIXLX1諧振20.7UR0f1＜f0f2＞f030.5UR0f3＜f0f4＞f040.3UR0f5＜f0f6＞f05當(dāng)UC最大時當(dāng)UL最大時電路參數(shù)：US=V，R=Ω，L=mH，C=μF計(jì)算：f0=1/2π=,Q=序號電路狀態(tài)測量計(jì)算fURULUCUXZIXLX1諧振20.7UR0f1＜f0f2＞f030.5UR0f3＜f0f4＞f040.3UR0f5＜f0f6＞f05當(dāng)UC最大時當(dāng)UL最大時電路參數(shù)：US=V，R=Ω，L=mH，C=μF計(jì)算：f0=1/2π=,Q=序號電路狀態(tài)測量計(jì)算fURULUCUXZIXcX1諧振20.7UR0f1＜f0f2＞f030.5UR0f3＜f0f4＞f040.3UR0f5＜f0f6＞f05當(dāng)UC最大時當(dāng)UL最大時電路參數(shù)：US=V，R=Ω，L=mH，C=μF計(jì)算：f0=1/2π=,=序號電路狀態(tài)測量計(jì)算fUR1UR2UC（L）ZIR1IR2ILICBLBCB1諧振20.7UR0f1＜f0f2＞f030.5UR0f3＜f0f4＞f040.3UR0f5＜f0f6＞f05當(dāng)UC最大時當(dāng)