交流諧振電路-實驗報告

UniversityofScienceandTechnologyofChina96JinzhaiRoad,HefeiAnhui230026,ThePeople’sRepublicofChina交流諧振電路李方勇PB052102840510第29組2號（周五下午）實驗題目交流諧振電路實驗?zāi)康难芯縍LC串聯(lián)電路的交流諧振現(xiàn)象，學(xué)習(xí)測量諧振曲線的方法，學(xué)習(xí)并掌握電路品質(zhì)因素Q的測量方法及其物理意義。實驗儀器電阻箱，電容器，電感，低頻信號發(fā)生器以及雙蹤示波器。實驗原理RLC交流電路由交流電源S，電阻R，電容C和電感L等組成交流電物理量的三角函數(shù)表述和復(fù)數(shù)表述e—EcosGt+。)=EejSt+8)式中的e可以是電動勢、電壓、電流、阻抗等交流電物理量，冬為圓頻率，8為初始相角。電阻R、電容C和電感串聯(lián)電路兀 兀電路中的電流與電阻兩端的電壓是同相位的，但超前于電容C兩端的電壓2，落后于電感兩端的電壓2電阻阻抗的復(fù)數(shù)表達(dá)式為ZR—R

電容阻抗的復(fù)數(shù)表達(dá)式為Z=—e-亡電容阻抗的復(fù)數(shù)表達(dá)式為Z=—e-亡=-1-CbCJbC電感阻抗的復(fù)數(shù)表達(dá)式為i皿Z=^Le，2=j可L—=BL電路總阻抗為三者的矢量和。由圖，電容阻抗與電路總阻抗方向相反，如果滿足BC ,則電路總阻抗為R，達(dá)到最小值。這時電流最大，形成所謂“電流諧振'。調(diào)節(jié)交流電源(函數(shù)發(fā)生器)的頻率，用示波器觀察電阻上的電壓，當(dāng)它達(dá)到最大時的頻率即為諧振頻率。電路如下圖。電路參數(shù)-電動勢電壓，電流，功率，頻率元件參數(shù)-電阻，電容，電感實驗內(nèi)容1.觀測RLC串聯(lián)諧振電路的特性按照上圖連接線路，注意保持信號源的電壓峰峰值不變，蔣Vi和▼「接入雙蹤示波器的CH1和CH2(注意共地)測量I—f曲線，計算Q值對測得的實驗數(shù)據(jù)，作如下分析處理：作諧振曲線I—f，由曲線測出通頻帶寬由公式計算除fo的理論值，并與測得的值進(jìn)行比較，求出相對誤差。3）用Q=-^0^,Q=%=事，Q= 三種公式計算Q值，并進(jìn)行比較。（注意Rl為電感的固有電阻值）R+R VV國4）改變R的值的值，重復(fù)（2）（3-1,3-2,3-3）實驗數(shù)據(jù)V =4VL=0.2HC=0.005|iFRl=800表7—1R=4000時I一匕（R兩端電壓最大值）關(guān)系f/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf=4.96KHz匕=V=20V表7—2R=600O時I一匕關(guān)系

f/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf/KHzVR/Vf=4.96KHz匕=V=15V數(shù)據(jù)處理及分析評定實驗結(jié)果的不確定度1.R=400Q根據(jù)表7—1,作I—V曲線，得：

R0.0I—■—B1.61.41.21.00.80.60.40.2346fo57f/KHz圖7—1I—Ur曲線通頻帶寬:w=5.1—4.7=0.4KHz理論值計算:—=BL二fBc 0 2兀=5.04—=BL二fBc 0 2兀=5.04KHzLC相對誤差:5=5.04—4.96x100%=1.6%5.04Q值計算:2兀fL 2兀x4.96KHzx0.2H“八- =12.9 0—r+rL400Q+80Q?U^Q=fVi20V=10.0V 2Vi=—C=比較：電壓測量值偏小，所以計算得到Q值相差較大，另外電壓用毫伏表測量比較準(zhǔn)確。R=400。根據(jù)表7—1,作I—V曲線，得:R■一B1.81.6■一B1.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0f05 f/KHz6圖7—1I一匕曲線通頻帶寬:w=5.23-4.67=0.56KHz=5.04KHzLC=5.04KHzLC1 =bLnfbc 0 2兀相對誤差:5=5.04-4.96x100%=1.6%5.04Q值計算:Q=—R+RQ=—R+RL2丸fL 2丸x4.96KHzx0.2H 八4- =9.1 0—R+RL600Q+80Q15V=7.5

2V4.96Q=f0.55=9.0比較：電壓測量值偏小，所以計算得到Q值相差較大，另外電壓用毫伏表測量比較準(zhǔn)確。課后思考題1.根據(jù)RLC串聯(lián)電路的諧振特點，在實驗中如何判斷電路達(dá)到了諧振答：先估計大約值，然后測量在這個附近的值時測量密集一些，找到電壓最大值，對應(yīng)的頻率值為諧振頻率。2.串聯(lián)電路諧振時，電容與電感上的瞬時電壓的相位關(guān)系如何若將電容和電感兩端接到示波器上，將看到什么現(xiàn)象，為什么答：電路中的電流與電阻兩端的電壓是同相位的，但超前于電容C兩端的電壓兀/2，落后于電感兩端的電壓兀/2所以電容電壓落后與電感電壓兀，示波器上類似于兩全波重合的圖像。如果用一個400mH的固定電感與一個可變的調(diào)諧電容組成一