rlc串联谐振电路实验数据

1. RLC串联谐振电路（实验） 实验过程及数据

带过这个实验.
先计算一下谐振时的频率.跟你的电路参数有关.我带的那个实验是内700多Hz.
谐振时的电流容,比起电源电压除以电阻要小很多.原因是电感线圈里的电阻未考虑.
你要数据给不了,因为没有电路参数.
过程可以给你.
悬赏分不多呀.

2. RLC串联谐振电路实验。L=0.1H。C=0.5uF。R=10欧。输入电压为2v。

谐振频率为f=1/(2*pi(RC)^1/2),谐振时理想状态下R为10欧，电压全部加在R上。

3. RLC串联谐振电路实验方法

RLC 串联谐振 电路在电气工程实验中是一个比较困难的实验。谐振是通过使用固定的RLC值调整电源频率来实现的。

实验目的

1、熟悉串联谐振电路的结构与特点，掌握确定谐振点的的实验方法。

2、掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。

3、理解电源频率变化对电路响应的影响。学习用实验的方法测试幅频特性曲线。

实验任务

（一）基本实验

设计一个谐振频率大约9kHz、品质因数Q分别约为9和2的RLC串联谐振电路(其中L为30mH)。要求：

1、根据实验目的要求算出电路的参数、画出电路图。

2、完成Q1约为9、Q2约为2的电路的电流谐振曲线I=f(f)的测试，分别记录谐振点两边各四至五个关键点(包括谐振频率f0、下限频率f1、上限频率f2的测试)，计算通频带宽度BW。画出谐振曲线。用实验数据说明谐振时电容两端电压UC与电源电压US之间的关系，根据谐振曲线说明品质因数Q的物理意义以及对曲线的影响。

（二）扩展实验

根据上述任务，利用谐振时电路中电流i与电源电压uS同相的特点，用示波器测试的方法，找出谐振点，画出输入电压uS与输出响应uR的波形，测量谐振时电路的相关参数，并判断此时电路的性质（阻性、感性、容性）

实验设备

1、信号发生器 一台

2、RLC串联谐振电路板 一套

3、交流毫伏表 一台

4、示波器 一只

5、细导线 若干

实验原理

1、RLC串联电路。在上图所示的电路中，当正弦交流信号源uS的频率 f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f而变。对于RLC串联谐振电路，电路的复阻抗Z=R+j[ωL-1/(ωC)] 。

2、串联谐振。谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。当电抗X=ωL-1/(ωC)=0，电路中电流i与电源电压uS同相时，发生串联谐振，这时的频率为串联谐振频率f0，其大小为1/（2π√LC）。串联谐振时有以下特点：

(1)电抗X=0，电路中电流i与电源电压uS同相。

(2)阻抗模达到最小，即Z=R，电路中电流有效值I达到最大为I0 。

(3)电容电压与电感电压的模值相等。电容与电感既不从电源吸收有功功率，也不吸收无功功率，而是在它们内部进行能量交换，此时US=UR。

(4)谐振时电容或电感上的电压与电源电压之比为品质因数[Q=UC/US= UL/US=1/(ω0RC) ]。电阻R与品质因数Q成反比，电阻R大小影响Q。

3、频率特性。频率特性就是幅频特性和相频特性统称。取电阻R上的电压uR作为响应，当输入电压uS的幅值维持不变时，

(1)幅频特性：输出电压有效值UR与输入电压有效值US的比值（UR/US）是角函数或频率的函数。

(2)相频特性：输出电压uR与输入电压uS之间的相位差是角函数或频率的函数。

(3)谐振曲线：串联谐振电路中电流的谐振曲线就是电路中电流I=UR/R随频率变动的曲线。（以UR/US为纵坐标，因US不变，相当于以UR为纵坐标，故也可以直接以UR/R为纵坐标，画出电流的谐振曲线如图4-8-2所示）。

(4)上、下限频率：当UR/US=0.707，即UR=0.707US，输出电压UR与输入电压有效值US的比值下降到最大值的0.707倍时，所对应的两个频率分别为下限频率f1和上限频率f2，上、下限频率之差定义为通频带BW=f2-f1。通频带的宽窄与电阻有关。

工程上常用通频带BW来比较和评价电路的选择性。通频带BW与品质因数Q值成反比，Q值越大，BW越窄，谐振曲线越尖锐，电路选择性越好。

在电力工程中，一般应避免发生谐振，如由于过电压，可能击穿电容器和电感线圈的绝缘。在电信工程中则相反，常利用串联谐振来获得较高的信号，如收音机收听某个电台。

4、实验室测量谐振点的方法。实验室中容易实现的谐振方法是通过保持交流电源电压值不变，只改变它的频率，用高频电压表监测串联电路中电阻两端的电压达到最大值(即电路中电流达到最大值)的方法来确定谐振点，此时的频率即为串联谐振频率f0。

5、电路品质因数Q值的两种测量方法：

方法一：根据谐振时公式Q=UC/US=UL/US测定；

方法二：通过测量谐振曲线的通频带宽度BW=f2-f1，再根据Q=f0/( f2- f1)求出Q值。

4. R·L·C串联谐振电路的研究实验报告 谢谢

实验8、RLC串联谐振电路的研究
（研究性实验）

一、学时分配
3学时。

二、实验目的
1. 学习用实验方法测定串联电路的幅频特性曲线。
2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握通过实验获得谐振频率的方法。
3. 掌握电路通频带、品质因数的意义及其测定方法。

三、实验原理
在图8-1所示的RLC串联电路中，当正弦交流信号的频率改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随而变。取电阻R上的电压为输出，以频率为横坐标，输出电压的有效值为纵坐标，

绘出光滑的曲线，即为输出电压的幅频特性，如图8-2所示。

图8-1 RLC串联电路

图8-2 幅频特性

1. 谐振
在时，，电路发生谐振。称为谐振频率，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，此时电路呈纯阻性，电路的阻抗模最小。在输入电压一定时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压同相位。这时，，，其中称为电路的品质因数。
2. 电路品质因数值的测量方法
1）根据公式测定，其中、分别为谐振时电感L和电容C上的电压有效值；
2）通过测量谐振曲线的通频带宽度，再根据求出值。其中为谐振频率，和分别是下降到时对应的频率，分别称为上、下限截止频率，如图8-2所示。
图8-2所示的幅频特性中，值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。

四、实验仪器和器材
1. 双踪示波器1台
2. 信号发生器1台
3. 交流毫伏表1台
4. 频率计1台
5. 电阻2只 100Ω×1；200Ω×1
6. 电容1只 0.033μF×1
7. 电感1只 9mH×1
8. 短接桥和连接导线若干 P8-1和50148
9. 实验用9孔插件方板1块 297mm×300mm

五、实验内容
按图8-3搭接实验电路，用交流毫伏表测电阻R两端电压，用示波器监视信号发生器的输出，使其幅值等于1V，并在频率改变时保持不变。

图8-3 谐振实验电路

1. 电路谐振频率的测定
将毫伏表接在电阻R两端，调节信号发生器的频率，由低逐渐变高（注意要维持信号发生器的输出幅度不变）。当毫伏表的读数最大时，读取信号发生器上显示的频率，即为电路的谐振频率，并用毫伏表测量此时的UL与UC的值（注意及时更换毫伏表的量程），将数据记入表8-1中。
2. 测试电路的幅频特性
在谐振点两侧，将信号发生器的输出频率逐渐递增和递减500Hz（或1KHz），依次各取8个频率点，用毫伏表逐点测出UO、UL与UC的值，将数据记入表8-1中。在坐标纸上画出幅频特性，并计算电路的值。
表8-1 幅频特性的测定

f/kHz

仿真数据
UO (V)

实测数据

仿真数据
UL (V）

实测数据

仿真数据
UC (V)

实测数据

3. 值改变时幅频特性的测定
图8-3电路中，把电阻R改为200Ω，电感、电容参数不变。重复步骤1、2的测试过程，将数据记入表8-2中。在坐标纸上画出幅频特性，计算电路的值，并与按表8-1画出的幅频特性比较。
表8-2 值改变时幅频特性的测定

f(KHz)

仿真数据
UO (V)

实测数据

仿真数据
UL (V)

实测数据

仿真数据
UC (V)

实测数据

4. 测试电路的相频特性
保持图8-3电路中的参数。以为中心，调整输入电压源的频率分别为5KHz和15KHz。从示波器上显示的电压、电流波形测出每个频率点上电压与电流的相位差，并将波形描绘在坐标纸上。
六、实验注意事项
1. 测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。在信号频率变换时，应调整信号的输出幅度（用示波器监视），使其维持在1V的输出。
2. 在测量UL和UC数值前，应将毫伏表的量程改大约10倍，而且，在测量UL与UC时，毫伏表的“＋”端应接L与C的公共端，其接地端分别触及L和C的近地端N2和N1。

七、思考题
1. 根据实验电路给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。
2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率？
3. 如何判别电路是否发生谐振 测试谐振点的方案有哪些
4. 电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大？如果信号发生器给出1V的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测UL和UC，应该选择用多大的量程
5. 要提高RLC串联电路的品质因数，电路参数应如何改变

八、实验报告要求
根据测量数据，绘出不同值的三条幅频特性曲线：～，～，
～。
2. 计算出通频带与值，说明不同R值时对电路通频带与品质因素的影响。
3. 对两种不同的测值的方法进行比较，分析误差原因。
4. 谐振时，比较输出电压与输入电压是否相等 试分析原因。

5. 通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。

5. RLC串联谐振电路（实验）

因此这是电流谐振。串联谐振电路当然可以做升压变压器：当电容与电感的阻抗值接近时这两个阻抗压降可达到非常高的数值。电气试验中大型变压器交流试验就有利用

6. rlc串联电路谐振时,uc会大于us吗为什么

电容与电感的容抗和感抗相等时，电路才能谐振。 由于容抗感抗相等，所以在串联电路中相互抵消，就只剩阻抗了，这时电流最大，也就是I=U/R，就是串联电路的电流。 容抗的电压和感抗的电压由此电流乘以容抗和感抗。所以Ul和Uc多大与电阻没什么直接关系，就是由电源电压和电阻决定电流。 至于Ul和Uc多大，不见得比Uo大。看感抗、容抗，和阻抗的大小而已。电容器两端电压可能会超过电源电压,因为电容器电压等于电压电压加上电抗器电压再减去电阻电压,由于电阻相对很小,所以电容器电压是超过电源电压的。UR不会大于端电压，因为串联谐振时，总阻抗不会小于R，这样，电流就不会大于U/R，R两端的电压也就不会大于U。
纯电感在直流回路中，
感抗
等于零，相当于一根短路线。是短路，也是通路。
因为感抗XL=2πfL，
直流电路
中，f=0，因此，XL=0。串联谐振在rlc串联谐振电路的研究对应的ul与uc是否相等 电容与电感的容抗和感抗相等时，电路才能谐振。由于容抗感抗相等，所以在串联电路中相互抵消，就只剩阻抗了，这时电流最大，也就是I=U/R。

7. rlc串联谐振电路

如果提高R、L、C串联电路的品质因数，要保证谐振频率不变，最简单的办法就是减小R值。若要改变L或C，加大L，同比例减小C。

推导过程：

Q=Lω0/R；

ω0=1/√LC；

带入Q=√(L/C)/R。

串联时，电流只有一个回路，电流大小等于回路电压除以阻抗。电流不可能大于电源输出电流（等于该电流）。而电容和电感上的电压互为相反，回路电压等于这两个电压差值加上电阻压降。因此串联谐振是电压谐振而不是电流谐振。

(7)rlc串联谐振电路实验数据扩展阅读：

电路规律

（1）流过每个电阻的电流相等，因为直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流强度。

（2）总电压（串联电路=两端的电压）等于分电压（每个电阻两端的电压）之和，即U=U1+U2+……Un。这可由电压的定义直接得出。

（3）总电阻等于分电阻之和。把欧姆定律分别用于每个电阻可得U1=IR1,U2=IR2,……,Un=IRn代入U=U1+U2+……+Un并注意到每个电阻上的电流相等，得U=I(R1+R2+Rn)。此式说明，若用一个阻值为R=R1+R2+…+Rn的电阻元件代替原来n个电阻的串联电路。

（4）各电阻分得的电压与其阻值成正比，因为Ui=IRi。

（5）各电阻分得的功率与其阻值成正比，因Pi=I2Ri。

（6）并联电路电流有分叉。

8. 求RLC串联谐振电路 实验报告的答案

根据测量数据，绘出不同Q值时三条幅频特性曲线UO=f（f），UL=f（f），UC=f（f）。