大二物理实验2交流谐振

1、 PAGE 11实验名称: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素Q的测量方法与物理意义.实验原理: RLC交流电路由交流电源S，电阻R，电容C和电感L等组成 交流电物理量的三角函数表述和复数表述 式中的可以是电动势、电压、电流、阻抗等交流电物理量，为圆频率， 为初始相角。 电阻R、电容C和电感串联电路 电路中的电流与电阻两端的电压是同相位的，但超前于电容C两端的电压 ，落后于电感两端的电压 电阻阻抗的复数表达式为 模电容阻抗的复数表达式为 模 电感阻抗的复数表达式为 模 电路总阻抗为三者的矢量和。电路总阻抗模的表达式为: 电容

2、阻抗与电路总阻抗方向相反，如果满足， 则电路总阻抗为R，达到最小值。这时电流最大，形成所谓“电流谐振”。试验记录试验仪器及规格ZX17-1交直流电阻器 0.5W RX710型十进制电容箱50V AC 电阻箱 导线 示波器 RL=80欧姆数据记录及处理将实验数据填入下表并用计算电流R=400测量点1234567893.0193.1043.3063.5013.6943.8133.9003.9293.9980.30.3300.3800.440.5200.580.60.630.680.000375 0.000413 0.000475 0.000550 0.000650 0.000725 0.00075

3、0 0.000788 0.000850 18.96893619.50300720.7722121.99743123.21008623.95778524.50442224.68663525.120174测量点1011121314151617184.0564.1344.1934.2514.3484.3984.4564.4904.5160.720.80.840.921.081.161.281.361.440.000900 0.001000 0.001050 0.001150 0.001350 0.001450 0.001600 0.001700 0.001800 25.48459925.974688

4、26.34539626.7098227.31928927.63344927.99787328.21150228.374864测量点1920212223242526274.6134.7034.7504.8054.8644.8964.9595.045.101.72.12.32.52.83.03.02.72.30.002125 0.002625 0.002875 0.003125 0.003500 0.003750 0.003750 0.003375 0.002875 28.98433329.5498229.8451330.19070530.56141330.76247531.15831531.66

5、725332.044245测量点2829303132333435365.145.195.255.305.345.425.515.606.022.11.91.71.481.41.201.040.920.60.002625 0.002375 0.002125 0.001850 0.001750 0.001500 0.001300 0.001150 0.000750 32.29557232.60973132.98672233.30088233.55220934.05486434.6203535.18583737.824775测量点3738394041424344456.206.447.060.540

6、.460.360.000675 0.000575 0.000450 38.95574840.46371344.359288作出图像 光滑连接个点后，读出此时的谐振频率为，对应谐振角频率为理论值为 误差 作出直线与图像相交于A,B两点。用ORIGION中的SCREEM READER命令读出, 所以三种方式计算品质因素QR=600测量点1234567893.0863.2983.5093.5993.7203.8714.0224.1114.2300.400.460.560.60.660.760.881.001.120.00033330.00038330.00046670.00050.000550.00

7、063330.00073330.00083330.000933319.38990920.72194422.04769622.61318323.37344824.32220925.2709725.83017426.577873测量点1011121314151617184.3224.4114.5024.5614.6004.6524.7124.7424.8021.321.522.12.32.42.52.72.93.00.00110.00126670.001750.00191670.0020.00208330.002250.00241670.002527.15592627.71512928.28689

8、928.65760728.90265129.22937729.60636829.79486330.171854测量点1920212223242526274.8324.8964.9525.015.065.105.155.215.273.23.33.33.253.02.852.72.42.20.00266670.002750.002750.00270830.00250.0023750.002250.0020.001833330.3603530.76247431.11433231.47875731.79291632.04424432.35840332.73539433.112385测量点282930

9、3132333435365.305.365.425.485.515.745.815.936.132.11.91.81.71.561.21.120.960.80.001750.00158330.00150.00141670.00130.0010.00093330.00080.000666733.30088133.67787234.05486334.43185434.62034936.06548236.50530537.25928738.515924测量点37382394041424344456.236.416.616.856.60.780.70.640.580.540.000650.000583

10、30.00053330.0004830.0004539.14424340.27521641.53185343.0398241.46902光滑连接个点后，读出此时的谐振频率为，对应谐振角频率为理论值为 误差 作出直线与图像交于A,B两点。用ORIGION中的SCREEM READER命令读出,所以三种方式计算品质因素Q.从图中可以看出.点列在峰值左边部分明显偏左了.所以明显偏大.所以第三种方法测出的Q偏小.主要原因可能是因为信号发生器不稳定,产生的电压或频率不准确.导致这种现象.比较试验图像由R=400,R=600的图像对比可知Q值越大 ,则峰越尖锐.反之越平滑电路连接方法:用示波器测量一个元件上的电压,待测元件与示波器必须要有公共共地端.本试验中测量电感电容的电压就必须更改电路,把待测元件的一端接到”地”端.思考题1根据RLC电路谐振特点,在试验中如何判断已经达到了谐振?答:在本试验中,电阻,电容和电感上的交变电压从从小变大,再从大变小.则可以找到一个极大值.此时电路达到谐振.2串联电路谐振时,电容电感上的瞬时电压的相位有什么关系?若将电容电感接到示波器XY上,会有什么现象?为什么?答: 串联电路谐振时.电路中电流超前于电容C两端的电压 ，落后于电感两端的电压 ,所以电容电感 瞬时电压相差 若将电容电感接到示波器XY上,猜测会出现一根过二四