交流谐振电路特性研究王凯强PB07210397实验名称:交流谐振电路特性研究实验目的: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:1、RLC串联谐振电路电路中总阻抗于是总电流电流与信号之间的相位差RLC串联谐振电路当容抗与感抗相等时,Z=R为最小值,=0,这就称为谐振现象。谐振角频率,谐振频率。品质因数Q用来反映谐振电路的固有性质:2、RLC并联谐振电路电路中总阻抗,电流I=V/Z。相位差当时,。当时,电路达到交流谐振品质因数实验仪器:信号发生器、电容、电感、电阻箱、示波器实验内容:1.按照实验图连接好电路图,将电容、电感分别调为0.005μF、0.2H,将信号发生器的峰-峰值设为4V;先定性观察VR随f的变化。2.在R=400Ω下,调节信号发生器的频率,使其从3kHz变化至7kHz,记录25个VR的峰-峰值(谐振值附近记录密度大些);3.在R=600Ω下,重复(2)的过程;4.分别测量两个阻值下,当电路达到谐振时的VL、VC;5.数据比较与作图处理。数据记录及处理:信号源幅值,电感,电容,1.谐振曲线IR-f图:时时得到图如下:R=400Ω与R=600Ω时的IR-f图2.当R=400Ω时:,从图中得到Imax=2.51mA,于是,在相应的I-f曲线中作直线I=1.832mA,读出两个交点的横坐标为4.695kHz、5.182kHz。于是通频带宽度:图中读出谐振频率为f=4.934kHz,理论值比较得到相对误差Q的计算:a.b.c.3.当R=600Ω时:,从图中得到Imax=1.89mA,于是,在相应的I-f曲线中作直线I=1.333mA,读出两个交点的横坐标为4.658kHz、5.211kHz。于是通频带宽度:读出谐振频率为ν=4.919kHz,理论值比较得到相对误差Q的计算:(1)(2)(3)由以上结果得到:算得品质因数偏小,原因是测得谐振频率f偏小与算得结果均较大,存在较大误差得到结果较为准确,可信度较高误差分析:本实验中存在一定误差,其可能原因如下:1.实验过程中电路发生变化,对电源的输出信号大小产生了影响2.电源信号不稳定3.示波器上读数误差较大4.频率调节分度太大,难以准确定位到谐振频率5.R=400Ω时电容与电感电压超出量程,读数存在较大误差思考题:1.根据RLC串、并联电路的谐振特点,在实验中如何判断电路达到了谐振?答:串联电路当电阻上电压最大时达到谐振;并联时电阻上电压最小时候达到谐振。2.串联电路谐振时,电容与电感上的瞬时电压相位关系如何?若将电容和电感两端接到示波器X、Y轴上,将会看到什么现象?为什么?答:将会看到...