RLC电路谐振特性研究

大学物理实验RLC电路谐振 特性研究

深圳大学物理实验中心

RLC电路谐振特性研究

实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求

一、实验目的研究研究交流电路的谐振现象， 研究研究交流电路的谐振现象，认 识RLC电路的谐振特性； RLC电路的谐振特性； 电路的谐振特性 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 . RLC

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二、实验原理1、RLC串联电路的谐振 、 串联电路的谐振I= U = Z U R总 + (ωL 2

C

L U

R

1 ωL 电压与电流的位相差为 ωC Φ = arctan R 1 ωL =0 Z有一极小值，I 有一极大值 有一极小值， 当 ωC 1 此时的圆频率称为谐振圆频率 谐振圆频率ω 此时的圆频率称为谐振圆频率ω0 ω0 = LC ω0 L 1 L UL 1 Q= = = = ω0 1 f0 = = ω 0 CR U R R C 2π 2π LCQ: ——品质因素 ——品质因素

1 2 ) ωC

I

~

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二、实验原理II max I maxQ大， 大

I=

U = Z

U R总 + (ωL 2

1 2 ) ωC

通频带宽度

2

ω0 1 f0 = = 2π 2π LCf0 f = f 2 f1 = Q

Q小 小 f1 ω f2

U L UC Q= = U U

0

ω f

Q越大，带宽越小， 带宽越小，谐振曲线越尖锐。 谐振曲线越尖锐。

大得多，所以叫电压谐振 Q>>1,U 1, 通常Q>>1,Uc 、UL 比U大得多，所以叫电压谐振

Q 值还标志着电路的频率选择性，即谐振峰的尖锐程度。 值还标志着电路的频率选择性 即谐振峰的尖锐程度。 频率选择性，

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三、实验仪器⑴.L=0.1H,C=0.044μ F,R=100Ω,电压输出 为1.0V,调“频率调 节”→f0,Umax→Imax

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四、实验内容与步骤⑴.L=0.1H,C=0.044μF, R=100Ω,电压输出为1.0V,调 “频率调节”→f0,Umax→Imax ω0 1 ⑵ = f0 = 2π 2π LC

⑶改变信号源频率，使频率f=1400Hz~3400Hz,测量UR 绘出UR- f曲线。 ⑷用交流毫伏表测量出谐振时的UI、UC和UL,求出Q值 。 ⑸由U - f曲线求出频带宽度△f,并由此求出Q 值。计算R

f0、Q的理论值及百分误差。ω0 L UL Q1 = = U i R + 20Q2 = UC 1 = U i ω0C ( R + 20)

Q3 =

f0 f2 f

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实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求f / Hz 1600 R1 = 100 u / mV i / mA R1 = 200 u / mV i / mA 2400 f / Hz R1 = 100 u / mV i / mA R1 = 200 u / mV i / mA

测1700 2450

测 计 计2500

1800

1900

2550

量2000 2600

量 算 算2900

2200

注意事项 1.测量f0时，接线时要特别注意接地端的接线，电 阻R一定要与接地端相连。 2.电压输出为1.0V.

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10

I(mA)

8

R=100 Ω R=200Ω

6

4

2

f(Hz) 0 1500 1700 1900

2100 2300 2500 2700 2900 3100 3300

图1 RLC串联谐振曲线

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L=0.1H,C=0.044μF, R=100Ω,电压输出为 1.0V,调“频率调 节”→f0,Umax→Imax