电路分析实训教程教学配套课件张恩沛2-8谐振电路.pdf

普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 第8章 谐振电路 第8章 谐振电路 1.实训目的 1.实训目的 通过实训，加深对谐振电路的理解，了解串联谐振与 并联谐振的特点，了解电路品质因数的物理意义，初步掌 握串联谐振与并联谐振电路的实验研究方法。 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 2.实训内容 2.实训内容 1) 串联谐振电路的实验研究（基本技能性实训）。 2) 并联谐振电路的实验研究（设计性实训）。 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 8.1 串联谐振电路的实验研究 8.1 串联谐振电路的实验研究 8.1.1 实训目的 1) 加深对RLC 串联谐振条件的理解。 2) 了解串联谐振电路的频率特性，了解电路参数对 谐振的影响。 3) 掌握串联谐振电路的实验研究方法。 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 8.1.2 实训原理 1. RLC串联谐振电路 在RLC 串联电路中，当交流电压的频率变化时，电 路中的感抗、容抗都随之发生变化，电流也随着频率的变 化而变化。取电阻R上的电压U0作为响应，当信号发生器 的输出电压Ui保持不变时，调节信号频率的变化，可测出 不同信号频率激励下的U0值，这就是频率特性曲线，也称 为谐振曲线。 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 串联谐振电路 图8-1 RLC串联谐振电路 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 谐振曲线 图8-2 谐振曲线 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 2.RLC串联电路谐振频率 当信号频率 f f 0 1/ 2 LC 时，即幅频特性曲线 所在的频率点称为谐振频率。此时， X L X C ，容抗和感 抗完全相等，电路为纯阻性，且阻抗模最小，RLC串联电 路处于谐振状态。 可见，谐振频率取决于电路参数L及C，调节L、C或 改变信号频率 f ，都可以使电路发生谐振。 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 3. 电路品质因数 在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到最大值， 且与输入电压Ui同相位。如果固定R、L、C不变，以改变 信号源的频率来达到谐振的目的，那么，当电路中的电流 达到最大值时，此时信号源的频率就是电路的谐振频率。 此时Ui＝UR＝Uo，UL＝UC＝QUi。式中的Q称为电路品 质因数。 Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性 越好。 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 8.1.4 实训内容与步骤 电路如图8-3所示。电路参数：信号发生器Ui＝4V/正 弦波，C＝0.01～0.1μF，R＝330Ω，L＝10～100mH（或 220/36V变压器原边绕组）。 图8-3 RLC 串联谐振实验电路 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 操作步骤 1） 找出电路的谐振频率 f 0 将交流毫伏表接在电阻R两端，令信号源的频率由小到 大变化（信号源输出电压4V不变），当Uo 的读数为最大 时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率 f 0 ，并测 量Uc和UL之值（注意及时更换毫伏表量程）。 2）在谐振点两侧，按频率递减或递增500Hz或1KHz， 依次各取8个测量点，逐点测出Uo、UL和Uc之值，并将测量 值填入表8-2中。 3 ）改变R 阻值＝2K Ω，重复步骤1 ）、2 ）的测量过 程，将测量值填入表8-3中。 普通高等教育“十一五” 国家级规划教材 8.1.6 注意事项 8.1.6 注意事项 1）测量频率的选择应在靠近谐振频率附近多取几