实验五交流串联电路.doc

实验五 交流串联电路一. 实验目的1.研究RLC串联电路，验证 2.测绘RLC串联谐振电路的频率特性曲线; 3.加深对串联谐振特点的了解; 4.学习使用函数信号发生器、毫伏表和双踪示波器 二.实验说明在RLC交流串联电路中,外施电压等于各元件上电压的相量和,与的相位差为-900 , 与的相位差为+900.。在RLC串联电路中,由于电源频率的变化,电感和电容所呈现的感抗和容抗也相应的变化。当:时，电路呈容性； 时，电路呈感性； 时, ,电路呈电阻性。我们把时的串联电路称为串联谐振电路或电压谐振电路。谐振频率为或。可见要使电路满足谐振条件，可以通过改变L、C或f来实现。本实验采用改变外施正弦电压的频率f来使电路达到谐振。谐振时电路的复阻抗, 阻抗角，电路中电流的有效值:。如果保持外施电压的有效值U及电路参数R、L、C不变，改变电压源频率f，便可得到电流与频率关系的幅频特性，如图2.5.1所示。图中曲线也称为电流谐振曲线。在图中，串联电路中的电阻R愈小，曲线就愈尖锐。为了反映谐振电路这一般特性，在无线电技术中常采用电路的品质因数Q来表示。根据定义，。三.实验仪器及设备 1.电子技术实验箱 1台 2.函数信号发生器 1台 3.毫伏表 1台4.示波器 1台 四.预习要求 1.复习有关串联谐振理论,掌握谐振电路的特征。 2.在实验原理电路图2.5.2中 a、b端接一频率可调的正弦交流电压 U i,且使 U i4V,设电路的 C=0.1F；空心电感圈 L2.5mH、 r10；电阻R100。求此电路的谐振频率f0及此时的电流有效值I。 五.思考题 1.电路发生串联谐振的条件是什么？谐振时有哪些特征? 2.用双踪示波器同时观察两个波形时应如何选择公共点? 六.注意事项 1.使用毫伏表测电压时,每改变一次量程都应校零。2.在每次改变函数信号发生器的频率时,要求保持其输出电压不变。七.实验内容及步骤(1)调节函数信号发生器,使频率f=10kHz,U i4V（用毫伏表测）。按原理图2.5.2接线。(2)用双踪示波器分别观察UR、UC和UR、UL的波形,注意观察其相位关系 (注意:用双踪示波器观察两个信号,必须正确选择公共点)，并将波形画入图2.5.3中。 （3）改变信号频率为5kHz、10kHz,保持Ui=4V,用毫伏表测量UR、UL、UC的有效值，记入表2.5.1。验证下式是否成立： 图2.5.1 串联谐振曲线 图2.5.2 R L C串联电路(4) 寻找谐振点：将频率调至10kHz左右，用双踪示波器同时观察、的波形,调节函数发生器的频率 (在调节过程中应注意保持函数发生器的输出电压Ui4V ) ,当和的波形相位相同时,即可认为此时电路发生串联谐振,对应函数发生器的频率即为谐振频率f0,测出UR、UL、UC并与f0同时记入表2.5.2中。uRo 表2.5.1 Ui4Vf(kHz)Ui(V)UR(V)UL(V)UC(V)54104ouLouC 图2.5.3 uR、 uL、uc相位关系表 2.5.2 Ui4V C0.1Ff（kHz）f1=f2=f3=f0=f4=f5=f6=UR（V）UL（V）UC（V）表 2.5.3 Ui4V 电容电压0.047F0.1F0.47FUR（V）UL（V）UC（V） (5)在f0左右各选取三点（靠近f0处密一点）,分别测出不同频率时的UR、U L、UC,将值记入表2.5.2中,并画出谐振曲线。(6)保持信号频率为f0和电压 U i4V不变,改变电容参数,分别测出对应的U L、UC和UR值,并记入表2.5.3中。 八.实验报告要求1 完成表中各项测量值。2 根据所测值判定。