二级大物实验报告-交流谐振电路

1、实验题目：交流谐振电路 实验目的：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r2 ( L1c)2于是总电流电流与信号之间的相位差R2L1C)2arctan(L-J)振现象。，一,1 , , , _当容抗ZC 与感抗ZlCL相等时,Z=R为最小值，=0,这就称为谐谐振角频率 01J，谐振频率 LC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c ZCZLQ R RVcVrVlVr电路中总阻抗ZR2 ( L)2,(12LC)2 (2 CR)2,电流 I=V/Zo相位差 a

2、rctan_ _ 22CR ( L) LR1_ 2 _ 2 _一时，Zmax Q2R,Imin V/Q2R。LC2时,电路达到交流谐振品质因数QIlLR RC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（右图）连接好电路图，将电容、电感分别调为祖F、,将信号发生器的峰-峰值设为4V;2、在R=400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=600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。实验数据：R=400 时：Vl=, Vc=f

3、 (kHz)Vr (V)f (kHz)Vr (V)f (kHz)Vr (V)表一：R=400Q时的交流谐振数据R=600 时：Vl=, Vc=f (kHz)Vr (V)f (kHz)Vr (V)f (kHz)Vr (V)表二：R=600Q时的交流谐振数据数据处理：分别计算出R=400Q、R=600时的对应电流:f (kHz)I (A)f (kHz)I (A)f (kHz)I (A)3E-4表三：R=400 Q时频率与电流关系f (kHz)I (A)4E-4f (kHz)I (A)f (kHz)I (A)表四：R=600Q时频率与电流关系根据以上关系在同一坐标系中绘制电流-频率图象：0.0025

4、0.00200.00150.00100.00050.00005f/kHzR=400R=600图二：电流-频率图R=400Q 时从表中得到Imax=,I 2.17I 罕 mA 1.53mA,在相应的22I-f曲线中作直线I二,读出两个交点的横坐标为、。于是通频带宽度:|4.673 5.1541 kHz 481Hz读出谐振频率为V二,理论值102、LC2 3.14,0.2Hz 5.033kHz , 0.005 10 6比较得到相对误差4.903 5.0335.033Q的计算:(1)4903481(2)VlVr37.22.45(3)oLR=600 时2.5 0010.1915.18,QVcVr37.

5、015.102.453.14 4903 0.2 12.84RRl400 80I 1 59从表中得到Imax=,上萼 159mA 1.12mA,在相应的I-f曲线中作直线I=,读出2.2两个交点的横坐标为、。于是通频带宽度:14.581 5.2351kHz 654 Hz读出谐振频率为Y=,理论值02 3.14 22 0.005 106 Hz5033kHz ,比较得到相对误差4.924 5.0335.0332.200Q的计算：(1) q，1924 7.53654 Q 工型 10.74,Q VC 空 10.56Vr 2.70Vr 2.70 q 2L 2 314 4924 0.2 9.10R Rl600 80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：串联时，当回路中电流最大时就达到谐振；并联时，则是主回路中电流最小时候达到谐振。本实验中，根据欧姆定律，可以通过测量电阻上的电压来判定电流大小，从而判断 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：电容与电感的电压相差兀的相位。若此时将其两端接到示波器上，那么示波器显示的是李沙育图，这正是因为两者电压相差兀的相位，且 jwL+1/jwC=0。3、如果用一个400mH的固定电感与一个可变调谐电