1/8实验2.2.3交流谐振电路特性研究(2013年08月29日)由电感、电容组成的电路,通过交流电时,即可产生简谐形式的自由电振荡。由于回路中总存在一定的电阻,因此这种振荡会逐步衰减,形成阻尼振荡。若人为地给电路补充能量,使振荡能持续进行,则可从示波器上观察到回路电流随频率变化的谐振曲线,并由此求出回路的品质因数。本实验研究RLC串、并联电路的交流谐振现象,学习测量谐振曲线的方法,学习并掌握电路品质因数Q的测量方法及其物理意义。实验目的本实验研究RLC串、并联电路的交流谐振现象学习测量谐振曲线的方法学习并掌握电路品质因数Q的测量方法及其物理意义。实验原理在由电容和电感组成的LC电路中,若给电容器充电,就可在电路中产生简谐形式的自由电振荡。若电路中存在一定的回路电阻,则振荡为振幅逐步衰减的阻尼振荡。此时若在电路中接入一交变信号源,不断地给电路补给能量,使振荡得以持续进行,形成受迫振动,则回路中将出现一种新的现象——交流谐振现象。电路的特性也因串联或并联的形式不同,而展现出不同的结果。本实验就是研究RLC串、并联谐振电路的不同特性。1.RLC串联谐振电路在常见的RLC串联电路中,若接入一个输出电压幅度一定,输出频率连续可调的正弦交流信号源(图2.2.3-1),则电路中的许多参数都将随着信号源频率的变化而变化。电路总阻抗22221()()LCZRZZRLC(1)回路电流221()iiVVIZRLC(2)电流与信号源电压之间的相位差1arctaniLCR(3)在以上三个式子中,信号源角频率2,容抗1CZC,感抗LZL。0i,表示电流相位落后于信号源电压相位;0i,表示电流相位超前。各参数随变化的趋势如图2.2.3-2所示。2/8很小时,电路总阻抗221()ZRC,2i,电流的相位超前于信号源电压位相位,整个电路呈容性。很大时,电路总阻抗22()ZRL,2i,电流的相位滞后于信号源电压位相,整个电路呈感性。当容抗等于感抗时,容抗感抗互相抵消,电路总阻抗ZR,为最小值,而此时回路电流则成为最大值maxiVIR,相位差0i,整个电路呈阻性,这个现象即为谐振现象。发生谐振时的频率0即为谐振频率,此时的角频率0即为谐振角频率。它们之间的关系为:01LC,001==22LC(4)谐振时,通常用品质因数Q来反映谐振电路的固有性质,0011LLQRCRRC(5)CCLLRRZVZVQRRVV(6)在交流电的一个周期T内...