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大学电路分析基础实验-电路7串联谐振电路课件

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常见问题

1、,电路分析实验课（8）,基础实验中心,实验八、串联谐振电路研究,一、实验目的： 1、了解谐振现象，加深对谐振电路特性的认识。 2、研究电路参数对串联谐振电路特性的影响。 3、了解电路品质因数Q值对通用谐振曲线的影响。 4、掌握测试通用谐振曲线的方法。,二、实验仪器： 1、低频信号发生器 2、双踪示波器 3、万用表 4、电路实验箱,三、实验原理： 1、电路：由电感器和电容器组成串联电路如图所示（注意电感器带有电阻），R用来观察电流波形。,2、产生串联谐振的条件：当时，产生串联谐振。此时谐振频率为谐振频率决定于电路参数L及C，而与电阻R无关。通过改变电路的L及C参数或信号的频率，可使电路达到谐振。,3、串联电路谐振时的特点（1）谐振时，整个回路呈现纯电阻性质，电压与电流同相位。（2）谐振时，电路的阻抗最小、电流最大。（3）电路谐振时由于感抗与容抗相等，所以电感上的电压与电容上的电压大小相等，而且数值都是电源电压的Q倍，相位相反，相位差180。（4）品质因数Q定义为谐振时电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比，有：,判断谐振的依据电压、电流同相位,4、串联谐振电路

2、的频率特性当外加正弦交流电压的频率可变时，电路中的感抗、容抗和电抗都随着外加电源频率的改变而变化，因而电路中的电流也随着频率而变化。这些物理量随频率而变的特性绘成曲线，就是它们的频率特性曲线。,通用串联谐振曲线,回路的响应电流与激励电源的角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图形为串联谐振曲线。,通频带BW,当谐振电路频率偏离谐振频率f0时，幅值下降。当幅值降至峰值的0.707倍时对应的两个频率f2(上限频率)和f1(下限频率)之差称为通频带BW，有：上式说明，通带宽与品质因数成反比，电路的品质因数Q值越大，谐振曲线越尖锐，通频带越窄。反之，曲线平坦。,四、实验内容： 1、按图连线，电路参数为：R=10、C=0.3F、 L=3.3mH,R、L、C串联谐振电路,示波器和毫伏表共同使用时，应当共地，接在参考点上。(信号源的黑夹子),C,US,R,GND,L,2、调节低频信号发生器，输出电压Us=1V 3、调节低频信号发生器的频率，通过双踪示波器监视电路，观察电路的谐振现象，寻找谐振点，确定电路的谐振频率f0。用示波器定性观察在调节频率过程中，端口电压波形与端口电流波形的相位关

3、系，以此来判断电路是否发生谐振，当两个波形的相位差为零时，电路谐振。记录谐振时的频率，用示波器测量电感、电容和电阻两端的电压。记入表中。,4、保持电压1V不变，改变信号发生器的频率分别为200HZ和20KHZ ，重复上述测量。然后在上述两点和谐振点之间各自任选2个测量点，逐点测出电感、电容和电阻两端的电压，并判断此时电路的性质，记入表中。(注意：取点分布合理，有可能再多取两点) 5、通过测量结果，作出R=10时该电路的串联谐振曲线。通过做图方法求出UR=0.707UR0时所对应的上限频率fH和下限频率fL，并计算通频带。记入表中。,五、注意事项： 1、每次改变信号电源的频率后，注意调节输出电压，使其保持为定值。 2、应根据所选元件数值，从理论上计算出谐振频率f0，以便与测量值加以比较。 3、在测量UL和UC时，注意信号电源和测量仪器公共地线的接法。,六、数据表格：,七、思考题： 1、根据实验电路给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。 2、改变电路的哪些参数可使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值? 3、如何判断电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些? 4、要提高RLC串联谐振电路的品质因数，电路参数应如何改变? 5、本实验在谐振时，对应的UL与UC是否相等?如有差异，原因何在? 6、在实验的过程中，为什么要强调必须保持串联电路的端口电压幅值(即信号源的输出电压)为恒定？ 7、试证明R、L、C串联电路的通带宽与电路的品质因数成反比。,

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