发布时间 : 星期四 文章电路分析基础实验-实验指导书2015更新完毕开始阅读e6a1c35e69dc5022abea004c
UL?I?L?2?LUS1??R???L???C??2 UC?I1??CUS?CR2???L???1???C?2
UL???和UC(ω)曲线如图2所示。
谐振时由于ω0L=1∕ω0C，所示电感上的电压UL与电容的电压UC数值相等，相位差为180o。谐振时电感上的电压（或电容上的电压）与电源电压之比称为电路的品质因数Q，即 ： Q=UL∕US=UC∕US=1∕ω0CR=阻值有关。
L∕R，当电路的L和C值不变时，Q值与电路的电CUcULUcUL
0ω0ω图2 RLC 串联电路的Uc(ω) 及UL(ω) 曲线
2、RLC串联电路中，电流与角频率的关系称电流的幅频特性（其所绘曲线称串联谐振曲线），即 I????US1??R2???L???C??2 =
US???0?R1??2????????0?2
I
0Us为常数Q1Q2Q3ω图3 不同Q值时的电流幅频率性
显然，在L、C和US一定情况下，不同的R值将得到不同的Q值。不同Q值时的 幅频特性如图3所示。
为了研究和比较不同参数电路的谐振特性，实用中常采用通用幅频特性（又称通用 谐振曲线）研究电流比I∕I0与角频率比ω∕ω0之间的函数关系，即
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I?I01???0?1?Q2????????0?2?1?1??1?Q2????????2
其中，I0为谐振时的电流值，η=ω∕ω0。
I/I0 1.0
0.8
0.6
0.4
0.2 0
Q=0.5Q=1Q=10η11η2ωη（ω∕ω 0 ）图4 通用谐振曲线
通过谐振曲线可通过实验方法获得。曲线如图4所示，实验线路如图5所示。晶体管毫伏表用来测量各元件上的电压，通过测得Rb上的电压，从而计算出电路中的电流I=URb∕Rb，再通过测量L、C上的电压UL和UC ，便能求得XC及XL值，它们分别为:
U?U?2XC?C，XL??L??Ra。 其中，Ra为电感线圈的内阻。
II??实验中应注意始终维持信号发生器的输出电压为恒定值，这样，当Rb上电压URb为
最大值时的频率即为电路的谐振频率。
从实验所得的通用谐振曲线，可以求出Q值，其方法是在通用谐振曲线的纵坐标I∕I0=1∕2=0.707处作一平行于?轴的直线，该直线交曲线于两点，它们的横坐标分别为η1及η2, 于是电路的品质因数Q可由下式求得：Q=1∕(η2-η1)
函ILR0 数 发UC 生Rb器
示波器或
交流毫伏表
图5 串联谐振实验电路
四、实验内容及要求
该实验通过RLC交流电路的感抗、容抗、电抗的测试证明都是电源频率?的函数；RLC 参数与品质因数Q值的关系；研究电流比I∕I0与角频率比ω∕ω0之间的函数关系。
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2五、实验步骤
1、按图5接线，在Rb为某一给定值的情况下，保持信号发生器的输出电压为定值，改变输出频率，改变函数发生器“N”个输出频率，测出相应URb 、 UL、UC的最大值。按所得数据计算I0、I、I∕I0、XC、XL及X值，作出相应的XC、XL、X、UL、UC幅频特性曲线及通用谐振曲线。
US= , Rb= ,C= , L= , RL= ωC ω0 ωL f(Hz) URb (v) UL (v) UC (v)
2、 改变电路中电阻 “Rb”值，测出“N”个不同输入频率时ùRb的值。（1）不同的Rb值，
作出通用谐振曲线。（2）谐振频率与理论计算值比较。（3）不同Rb值的通用谐振曲线求取Q值，并与理论计算值比较。 Rb US= , C= , L= , RL= ω0 f(Hz) URb (v) f(Hz) URb (v) f(Hz) URb (v) Q 3、改变电路中电容“C”值大小，测定电路的共振频率“ω0”或“f0” ，并与理论计算值比较。
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Q C US= , Rb= , L= , RL= ω0 BW f(Hz) URb (v) f(Hz) URb (v) 0.5 1 10 f(Hz) URb (v) 六、思考题
1、本实验中采用晶体管毫伏表来测量，比通用常用电流表、电压表来测量有些什么优点？
2、实验中为什么要强调必须保持信号发生器输出电压为恒定？ 3、实验中，当谐振时，UC=UL 吗？为什么？ 4、你能证明Q=1∕(η2-η1) 吗？
4.7mH + US 0.1μf 2.2mH 断开 断开 1μf 2.2μf 10μf + - 470 -
实验七 RLC串联谐振电路实验板电路
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