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文档简介

RLC谐振电路RLC电路谐振特性的研究在力学中,单摆、弹簧振子的运动形式有简谐振动,阻尼振动和强迫振动。在电学中也有类似的规律存在,如由电感和电容组成的电路,即可产生简谐形式的自由振荡;而且在回路中实际上总存在线圈、导线等电阻。这种振荡必然衰减即形成阻尼振荡;如又若在电路中接入一电动势,按正弦变化的电源,可经常地给电路补充能量,振荡可能持续进行。如电源频率可变,则可绘出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素。在无线电技术中,广泛利用谐振电路来选频率。例如,广播电台以不同频率的电磁波向空间发射自己的讯号,调节收音机中谐振电路的可变电容,可将不同频率的各个电台分别接收。一、实验仪器DH4503型RLC电路实验仪 MVT-172D毫伏表三、实验原理1、RLC串联电路的谐振RLC串联电路如图1所示,其交流电压U与交流电流I(均为有效值)的关系为: (1) 其中Z称为交流电路的阻抗,电压与电流的位相差为: (2)由1, 2式可见Z和都是圆频率的函数,当时,=0即电压和电流间的位相差为零,此时的圆频率称为谐振圆频率0 (3)本实验中我们从(1)式出发,研究当电压U保持不变时,电流I随的变化情况,当=0时,Z有一极小值,I有一极大值,作I-图,就可得到有一尖锐峰的谐振曲线(图2)。常用Q值标志谐振电路的性能,Q称为电路的品质因素,定义为谐振时电感的电压UL和总电压U数值之比:Q= (4) 可见当谐振时,电容和电感上的电压UC、UL,数值相等(但相位差为),且是电源电压的Q倍。因此Q往往是1的,所以UC和UL可以比U大得多,故串联谐振常称为电压谐振。Q值还标志着电路的频率选择性,即谐振峰的尖锐程度。通常规定I值为最大值IMAX的1/(70%)的两点和频率之差为“通频带宽度”(图3)。根据这个定义,由(3)式出发可推出 (5)可见Q越大带宽就越小,谐振曲线也就更尖锐。2、R、L、C并联谐振对如图4所示的电路,其总阻抗和位相差为 (6) (7)谐振时=0,可由(5-75)式求出并联电路的谐振圆频率,为 (8)0为RLC串联时的谐振圆频率。当Q1时,P0,由(6)式可知并联谐振时Z并近似为极大,若电压U保持不变,则I为极小,这和串联谐振电路的情况正好相反。和串联谐振电路一样,Q越大,电路的选择性

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