rlc串聯諧振電路的研究

⑴ RLC電路的穩態研究問題

rlc串聯電路對外呈現的阻抗為：z=r+xl-xc，當感抗大於容抗時，電路呈感性電路，反之呈容性電路。只有當感抗等於容抗時，電路才呈現純電阻特性。感抗xl=2πfl，容抗xc=1/(2πfc)。感抗等於容抗是基於某個頻率，我們把這個頻率稱為諧振頻率，當電路處在這個諧振頻率時，電路對外呈現的阻抗最小，即電阻的值。因此，rlc電路也就是一個串聯諧振電路，當外加一個頻率信號使電路諧振時，電路呈現穩定狀態。rlc電路與具體電路配合可構成各種作用的特性電路，如有源濾波，選頻等，所以，rlc電路必須與具體的電路配合才有具體的意義。

⑵ R·L·C串聯諧振電路的研究實驗報告 謝謝

實驗8、RLC串聯諧振電路的研究
（研究性實驗）

一、學時分配
3學時。

二、實驗目的
1. 學慣用實驗方法測定串聯電路的幅頻特性曲線。
2. 加深理解電路發生諧振的條件、特點，掌握通過實驗獲得諧振頻率的方法。
3. 掌握電路通頻帶、品質因數的意義及其測定方法。

三、實驗原理
在圖8-1所示的RLC串聯電路中，當正弦交流信號的頻率改變時，電路中的感抗、容抗隨之而變，電路中的電流也隨而變。取電阻R上的電壓為輸出，以頻率為橫坐標，輸出電壓的有效值為縱坐標，

繪出光滑的曲線，即為輸出電壓的幅頻特性，如圖8-2所示。

圖8-1 RLC串聯電路

圖8-2 幅頻特性

1. 諧振
在時，，電路發生諧振。稱為諧振頻率，即幅頻特性曲線尖峰所在的頻率點，此時電路呈純阻性，電路的阻抗模最小。在輸入電壓一定時，電路中的電流達到最大值，且與輸入電壓同相位。這時，，，其中稱為電路的品質因數。
2. 電路品質因數值的測量方法
1）根據公式測定，其中、分別為諧振時電感L和電容C上的電壓有效值；
2）通過測量諧振曲線的通頻帶寬度，再根據求出值。其中為諧振頻率，和分別是下降到時對應的頻率，分別稱為上、下限截止頻率，如圖8-2所示。
圖8-2所示的幅頻特性中，值越大，曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好。電路的品質因數、選擇性與通頻帶只決定於電路本身的參數，而與信號源無關。

四、實驗儀器和器材
1. 雙蹤示波器1台
2. 信號發生器1台
3. 交流毫伏表1台
4. 頻率計1台
5. 電阻2隻 100Ω×1；200Ω×1
6. 電容1隻 0.033μF×1
7. 電感1隻 9mH×1
8. 短接橋和連接導線若干 P8-1和50148
9. 實驗用9孔插件方板1塊 297mm×300mm

五、實驗內容
按圖8-3搭接實驗電路，用交流毫伏表測電阻R兩端電壓，用示波器監視信號發生器的輸出，使其幅值等於1V，並在頻率改變時保持不變。

圖8-3 諧振實驗電路

1. 電路諧振頻率的測定
將毫伏表接在電阻R兩端，調節信號發生器的頻率，由低逐漸變高（注意要維持信號發生器的輸出幅度不變）。當毫伏表的讀數最大時，讀取信號發生器上顯示的頻率，即為電路的諧振頻率，並用毫伏表測量此時的UL與UC的值（注意及時更換毫伏表的量程），將數據記入表8-1中。
2. 測試電路的幅頻特性
在諧振點兩側，將信號發生器的輸出頻率逐漸遞增和遞減500Hz（或1KHz），依次各取8個頻率點，用毫伏表逐點測出UO、UL與UC的值，將數據記入表8-1中。在坐標紙上畫出幅頻特性，並計算電路的值。
表8-1 幅頻特性的測定

f/kHz

模擬數據
UO (V)

實測數據

模擬數據
UL (V）

實測數據

模擬數據
UC (V)

實測數據

3. 值改變時幅頻特性的測定
圖8-3電路中，把電阻R改為200Ω，電感、電容參數不變。重復步驟1、2的測試過程，將數據記入表8-2中。在坐標紙上畫出幅頻特性，計算電路的值，並與按表8-1畫出的幅頻特性比較。
表8-2 值改變時幅頻特性的測定

f(KHz)

模擬數據
UO (V)

實測數據

模擬數據
UL (V)

實測數據

模擬數據
UC (V)

實測數據

4. 測試電路的相頻特性
保持圖8-3電路中的參數。以為中心，調整輸入電壓源的頻率分別為5KHz和15KHz。從示波器上顯示的電壓、電流波形測出每個頻率點上電壓與電流的相位差，並將波形描繪在坐標紙上。
六、實驗注意事項
1. 測試頻率點的選擇應在靠近諧振頻率附近多取幾點。在信號頻率變換時，應調整信號的輸出幅度（用示波器監視），使其維持在1V的輸出。
2. 在測量UL和UC數值前，應將毫伏表的量程改大約10倍，而且，在測量UL與UC時，毫伏表的「＋」端應接L與C的公共端，其接地端分別觸及L和C的近地端N2和N1。

七、思考題
1. 根據實驗電路給出的元件參數值，估算電路的諧振頻率。
2. 改變電路的哪些參數可以使電路發生諧振，電路中R的數值是否影響諧振頻率？
3. 如何判別電路是否發生諧振 測試諧振點的方案有哪些
4. 電路發生串聯諧振時，為什麼輸入電壓不能太大？如果信號發生器給出1V的電壓，電路諧振時，用交流毫伏表測UL和UC，應該選擇用多大的量程
5. 要提高RLC串聯電路的品質因數，電路參數應如何改變

八、實驗報告要求
根據測量數據，繪出不同值的三條幅頻特性曲線：～，～，
～。
2. 計算出通頻帶與值，說明不同R值時對電路通頻帶與品質因素的影響。
3. 對兩種不同的測值的方法進行比較，分析誤差原因。
4. 諧振時，比較輸出電壓與輸入電壓是否相等 試分析原因。

5. 通過本次實驗，總結、歸納串聯諧振電路的特性。

⑶ 簡述rlc串聯諧振電路的特點

RLC串聯諧振電路在發生諧振時，電感上的電壓UL與電容上的電壓UC大小相等，相位相反。這時電路處於純電阻狀態，且阻抗最小，激勵電源的電壓與迴路的響應電壓同相位。諧振頻率f與迴路中的電感L和電容C有關，與電阻R和激勵電源無關。品質因數Q值反映了曲線的尖銳程度，電阻R的阻值直接影響Q值。

⑷ rlc電路諧振特性的研究,為什麼要保持電路電壓不變

串聯時，電流只有一個迴路，電流大小等於迴路電壓除以阻抗。電流不可能大於電回源輸出電流（等於答該電流）。而電容和電感上的電壓互為相反，迴路電壓等於這兩個電壓差值加上電阻壓降。因此串聯諧振是電壓諧振而不是電流諧振。
並聯時，負載電壓只有一個，電流迴路有兩個，電壓與電源相同，電容電流與電感電流的差值等於電源電流。因此這是電流諧振。
串聯諧振電路當然可以做升壓變壓器：當電容與電感的阻抗值接近時這兩個阻抗壓降可達到非常高的數值。電氣試驗中大型變壓器交流試驗就有利用此原理提高被試變壓器的試驗電壓的（變壓器對地相當於大電容，串以計算好的電感，當給定0-200-380伏時就可得到數千到一萬伏電壓）。
不過，計算電容電感一定要准確，否則太高電壓是非常危險的。升壓不能一下到位，必須用調壓器一點一點地升。

⑸ 在RLC串聯二階動態電路特性的研究實驗中,用哪些實驗方法可以判斷電路處於諧振

有以下幾種實驗方法：
一、測量電壓法，要用毫伏表測電壓。
1、電阻電壓測量，當電阻上電壓最大時發生諧振。
2、當電感電壓等於（嚴格講是略大於，因為實際電感有電阻）電容電壓時發生諧振。
二、電流測量法
線路電流達到最大值時發生諧振。

⑹ RLC串聯諧振電路的研究的實驗中：諧振時，比較輸出電壓與輸入電壓是否相等，試分析原因

諧振時，理論上是相等的，但由於元件參數並非理想參數，尤其是電感元件有一定的等效電阻，而非理想的純電感。所以實驗時，數據與理論值有一定差距。

輸出電壓UL=XL*I =XL*U/R

所以輸出電壓隨著電路中電阻的減小而變大

Q=UL/U=XL/R 因此Q與R有直接關系

(6)rlc串聯諧振電路的研究擴展閱讀：

對於包含電容和電感及電阻元件的無源一埠網路，其埠可能呈現容性、感性及電阻性，當電路埠的電壓U和電流I，出現同相位，電路呈電阻性時。稱之為諧振現象，這樣的電路，稱之為諧振電路。

諧振的實質是電容中的電場能與電感中的磁場能相互轉換，此增彼減，完全補償。電場能和磁場能的總和時刻保持不變，電源不必與電容或電感往返轉換能量，只需供給電路中電阻所消耗的電能。

⑺ RLC串聯諧振如何理解

RLC串聯諧振電路諧振時，總阻抗最小，電流最大；串聯電路中，電流處處相等，而電感的電壓超前限流90度，電容的電壓滯後電流90度，這樣，電感和電容的相位差180度，電壓互相抵消；頻率越高，電感兩端電壓越高，電容兩端頻率越低，這樣，就必然存在一個頻率，使電感和電容兩端的電壓一樣大。這時，就稱電路滿足諧振條件，這個頻率，就稱為諧振頻率；諧振時，感抗和容抗完全抵消，迴路總阻抗等於電阻值，阻抗達到最小。

⑻ RLC串聯諧振電路的研究預習思考題答案

1、根據實驗線路板給出的元件參數值，估算電路的諧振頻率。由f=1/2π√LC，估算諧振頻率
2、改變電路的哪些參數可以使電路發生諧振，電路中R的數值是否影響諧振頻率值？ 改變f,，L，C可以使電路發生諧振，電路中R的數值不會影響諧振頻率值。
3、如何判別電路是否發生諧振？測試諧振點的方案有哪些？L，C,器件兩端的電壓遠高於信號源電壓
4、電路發生串聯諧振時，為什麼輸入電壓不能太大？如果信號源給出3 V的電壓，電路諧振時，用交流毫伏表測UL 和UC ，應該選擇用多大的量程？ 選用最大量程
5、要提高RLC串聯電路的品質因數，電路參數應如何改變？減小R
6、本實驗在諧振時，對應的UL 與UC是否相等？如有差異，原因何在？ UL，UC大小相等，方向相反，因為在諧振點L,C的阻抗相等。

⑼ RLC串聯電路中諧振的條件和現象是什麼

諧振的條件：即為X=WL-1/WC=0。

解釋：

由電感L和電容C串聯而組成的諧振電路稱為串聯諧振電路。其中R為電路的總電阻，即R=RL+RC，RL和RC分別為電感元件與電容元件的電阻；Us 為電壓源電壓，ω為電源角頻率。其中X=WL-1/WC。故得Z的模和幅角分別為當X=WL-1/WC=0時，即有φ=0，即XL與XC相同。

現象：

諧振的現象是電流增大和電壓減小，越接近諧振中心，電流表電壓表功率表轉動變化快，但是和短路的區別是不會出現零序量。

(9)rlc串聯諧振電路的研究擴展閱讀：

諧振又稱「共振」。振盪系統在周期性外力作用下，當外力作用頻率與系統固有振盪頻率相同或很接近時，振幅急劇增大的現象。產生諧振時的頻率稱「諧振頻率」。電工技術中，振盪電路的共振現象。電感與電容串聯電路發生諸振稱「串聯諧振」，或「電壓諧振」;兩者並聯電路發生諧振稱「並聯諧振」，或「電流諧振」 。

由電感L和電容C組成的，可以在一個或若干個頻率上發生諧振現象的電路，統稱為諧振電路。在電子和無線電工程中，經常要從許多電信號中選取出我們所需要的電信號，而同時把我們不需要的電信號加以抑制或濾除，為此就需要有一個選擇電路，即諧振電路。

另一方面，在電力工程中，有可能由於電路中出現諧振而產生某些危害，例如過電壓或過電流。所以，對諧振電路的研究，無論是從利用方面，或是從限制其危害方面來看，都有重要意義。