RLC串联电路的谐振一、实验目的１．观察谐振现象，加深对串联谐振电路特点的理解。２.学习测定RLC串联谐振电路频率特性的方法。二、实验原理图5-1RLC串联电路图在图5-1所示的RLC串联电路上，施加一正弦电压，电路中电流的有效值上式中，电抗是角频率的函数。当外施电压的角频率时，。这时电路的工作状态称为串联谐振。ω称为谐振角频率，称为谐振0频率，可由下式求得可见要使电路满足谐振条件，可以通过改变L、C或f来实现。本实验是采用改变外施正弦电压的频率来使电路达到谐振。谐振时，电路的阻抗为最小值。若外施电压的有效值U及电路中的电阻R为定值，则谐振时电路中电流的有效值达到最大根据这个特点可以判断电路是否发生了谐振。如果保持外施电压的有效值U及电路参数R、L、C不变，改变信号源的频率f，便可得到电流的幅频特性如图5-2所示。曲线也称为电流谐振曲线。从曲线可以看出，串联电路中的电阻R愈小，曲线的尖锐程度就愈大。以为横坐标，为纵坐标，画出的曲线称为串联谐振电路的通用曲线。如图5-3所示。图中图5-2串联谐振电路的电流谐振曲线图5-3串联谐振电路的通用曲线式中称为电路的品质因数。可以看出，Q愈大，曲线的尖锐程度就愈大，谐振电路的选择性也就愈好。三、实验仪器低频信号发生器XD71只十进制电阻箱111110Ω1只十进制电容箱1只箱电感线圈0.253H1只数字多用表1块四、实验内容1．按图5-4接通电路，改变信号源频率，观察电路的谐振现象，找出电路的谐振频率f。02．在串联电阻R=50Ω时，改变信号源频率f，并维持信号源的输出电压为6V不变，测量R两端的电压，将测试数据分别以表格形式列出。每条曲线需测量9-11个数据。图5-4RLC串联电路图3．在串联电阻R=500Ω时，改变信号源频率f，并维持信号源的输出电压为6V不变,测量R两端的电压，将测试数据分别以表格形式列出。每条曲线需测量9-11个数据。4．分别测量电阻在50Ω及500Ω两种情况下，测量谐振时电容器两端的电压U。计C算电路的品质因数Q值。5．取三组不同电容值，分别记录对应电容知识的谐振频率，试用谐振的方法测量线圈的电感量。数据测试三次，取其平均值。五、注意事项1．在谐振频率附近，应多取几个数据。2．在每次改变频率时，都要用数字多用表测量低频信号发生器的输出电压，使它保持在6V不变。六、思考题1．如何判断RLC串联电路达到谐振状态？答：当I达到最大，即U达到最大时，达到谐振状态。RR2．RLC串联电路在谐振时，电容器两端的电压会大于电源电压吗？为什么？答：因为谐振时，只要，即完全可实现。3.RLC串联电路在谐振时，电阻箱两端的电压会与电源电压相等吗？为什么？答：因为所以。七、实验报告要求1．记录观察到的谐振现象。2．根据测试数据绘制通用曲线。3．计算通频带，并说明通频带与回路品质因数及选择性之间的关系。4．根据谐振法所测数据，计算线圈的参数值，并与元件上标出的参数值比较，计算测量误差。