电路实验串联谐振.pptVIP

第1页，共17页，星期日，2025年，2月5日一、实验目的1.学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。2.加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。第2页，共17页，星期日，2025年，2月5日二、实验原理1、谐振电路的组成当含有电感L、电容C的一端口网络的端口电压与端口电流同相位，呈现电阻性质时，则称该一端口网络处于谐振状态。通过调节网络参数或电源频率，能发生谐振的电路，称为谐振电路。谐振是线性电路在正弦稳态下的一种特定的工作状态。第3页，共17页，星期日，2025年，2月5日2、电路谐振的条件由电阻R、电感L和电容C串联组成的一端口网络如图1所示，该网络的等效复阻抗是电源频率的函数。根据谐振的定义，当发生谐振时，其端口电压与端口电流同相位。满足此条件的复阻抗的虚部应该为零，即亦即得到谐振角频率为，有第4页，共17页，星期日，2025年，2月5日3、谐振电路的特性电路达到谐振时，XL＝Xc，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。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。从理论上讲，此时Ui＝UR＝UO，UL＝Uc＝QUi，有式中的Q称为电路的品质因数。第5页，共17页，星期日，2025年，2月5日在电路的L、C和信号源Us不变的情况下，不同的R值将得到不同的Q值，如图2所示，Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。第6页，共17页，星期日，2025年，2月5日4、品质因数Q的测量方法一是根据公式测定，Uc与UL分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压。另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f＝f2－f1，再根据求出Q值。式中fo为谐振频率，f2和f1是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的0.707倍时的上、下频率点。第7页，共17页，星期日，2025年，2月5日三、实验内容和步骤1、实验设备图3、实验单元HE-15的串联谐振电路第8页，共17页，星期日，2025年，2月5日图4、正弦信号从虚拟信号发生器输出，输出线使用双鳄鱼夹信号线，输出到谐振电路的激励端口上第9页，共17页，星期日，2025年，2月5日在虚拟信号发生器输出有效值3V的正弦信号第10页，共17页，星期日，2025年，2月5日图5、真有效值交流毫伏表，用来测量电路中的电压。1、在不了解实验电压大小的情况下，应先选择较大量程，测量时逐步切换至合适量程；2、L、C上的电压大于R上电压，测量时应注意切换量程；3、当电压超量程报警时应先拔下输入导线，然后按复位按钮，告警消失后切换至较大量程再进行测量。第11页，共17页，星期日，2025年，2月5日2、实验步骤(1)利用HE-15实验箱上的“R、L、C串联谐振电路”，按图6组成监视、测量电路。选C1=0.01μF。用交流毫伏表测量电压，用示波器监视信号源输出（可选）。令信号源输出电压Ui=3V，并保持不变。第12页，共17页，星期日，2025年，2月5日