电路基础实验五PPT学习教案

1、会计学1电路基础实验五电路基础实验五01LC012fLC1LC第1页/共16页此时电路呈电阻性，电流 达到最大，且与输入电压同相。+-US.I.L，rLCR1+-UR1.图 2.5.1 RLC串联谐振电路显然，谐振角频率0(f0)仅与元件参数LC的大小有关，而与电阻R的大小无关。当0时，电路呈容性，阻抗角 0时，电路呈感性， 0。只有当=0时， =0，电路呈电阻性，电路产生谐振。00UIR第2页/共16页谐振时电感或电容两端电压与电源电压之比值用品质因数Q表示，Q值同时为谐振时感抗或容抗与回路电阻之比,即：0011CLSSULULQUURRCRC式中， 称为谐振电路的特征阻抗，在串联谐振电路中

2、 。 RLC串联电路中，电流的大小与激励源角频率之间的关系，即电流的幅频特性的表达式为 22220011SSUUIRLRQCLC001LLCC第3页/共16页0SUIR2020011IIQ 当电路的L和C保持不变时，改变R的大小，可以得到不同的Q值时的电流谐振曲线(如图所示)，显然，Q值越大,曲线越尖锐。 为了具体说明电路对频率的选择能力，规定 的频率范围为电路的通频带, 时的频率分别称为上限频率f2及下限频率f1，则通频带012II02II 第4页/共16页021fBWffQ021BWQ或 在定性画出通用幅频特性曲线(见图5.3)后，可从曲线上找出对应I/I0为的两点，从而计算Q值。显然，Q

3、值越高，通频带越窄，曲线越尖锐。 图所示为不同Q值下的通用谐振曲线，由图可见，在谐振频率f0附近电流较大，离开f0则电流很快下降，所以电路对频率具有选择性。而且Q值越大，则谐振曲线越尖锐，选择性越好 。第5页/共16页图 5.2 RLC串联电路幅频特性 图 5.3 RLC串联电路的通用 幅频特性 2. RLC并联谐振 RL串联电路(即实际的电感线圈)和电容器并联的电路如图所示，电路的等效阻抗为1111LLLLLLrjrj LjLcLZr CLrjLjCr Cr第6页/共16页当 ，即 时，电路呈电阻性，形成并联谐振状态。此时有效阻抗为 ，并联谐振频率为2202111122LLrr CfLCLL

4、LC上式表明由于线圈中具有电阻rL，RL与C并联谐振频率要低于串联谐振频率，而且在电阻值 时，将不存在f0，电路不会发生谐振(即电压与电流不会同相)。 0001LLLLrLr Cr00220LLCLr0LLZr CLLrC021LLLLQrr C并联谐振电路的品质因数就是电感线圈(含电阻rL)的品质因数，即第7页/共16页图 5.4 RL与C并联谐振实验电路图 5.5 RL与C并联谐振电路相量图在并联谐振时，电路的相量关系如图所示。此时电路的总阻抗呈电阻性，但不是最大值。可以证明当电路总阻抗为最大值时的频率为221212R CR CfLLLC显然稍大于显然稍大于f0，此时电路呈电容性。，此时电

5、路呈电容性。第8页/共16页012ffLC谐振电路的品质因数为 ,此时的Q值与串联谐振电路相同。谐振电路的等效阻抗为000001111111LLLLLLZZrr CLjjQjQr Cr0.2LLrC21Lr CL01LLLLQrrC在电感线圈电阻对频率的影响可以忽略的条件下，RL与C并联谐振电路的幅频特性可用等效阻抗幅值随频率变化第9页/共16页22020011111LLZZLQrr C所作出的谐振曲线如图所示，由图可见，其形状与串联谐振曲线相同，其差别只是纵坐标不同，串联谐振时为电流比，并联谐振时为阻抗比，当=0时，阻抗达到最大值。同样，谐振回路Q值越大，则谐振曲线越尖锐，即 对频率的选择性

6、越好。当激励源为电流源时，谐振电路的端电压对频率具有选择性，这一特性在电子技术中得到广泛应用。 0/ZZZ第10页/共16页RL与C并联谐振的实验电路如图所示，图中电感线圈内阻rL极小，可以忽略。为了测定谐振电路的等效阻抗，电路中串入了取样电阻R0，由于R0 f0及f f0时，电路中电流、电压的相位关系如何? Q值不同的电路，其相频特性有何不同?在实验中用示波器观察时，能否看出其不同点呢? 3. 图所示电路中，在考虑rL的情况下，改变f使电路产生谐振，试问谐振时，电路中的电流是否为最小值? 为什么? 若忽略rL，结论又怎样? 4. 图所示电路中，若us、L、rL、C参数不变，R1改变时，对并联电路的Q有何影响?第14页/共16页5.5 报告要求 1. 根据所测实验数据，在同一坐标上绘出不同Q值时串 联谐振电路的通用幅频特性曲线即 关系曲线，也就是U0与f关系曲线。3. 根据记录数据及