大学电路分析基础实验-电路7串联谐振电路课件.ppt

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1、电路分析实验课（8）基础实验中心实验八、串联谐振电路研究一、实验目的：1、了解谐振现象，加深对谐振电路特性的认识。2、研究电路参数对串联谐振电路特性的影响。3、了解电路品质因数Q值对通用谐振曲线的影响。4、掌握测试通用谐振曲线的方法。二、实验仪器：1、低频信号发生器2、双踪示波器3、万用表4、电路实验箱三、实验原理：1、电路：由电感器和电容器组成串联电路如图所示（注意电感器带有电阻），R用来观察电流波形。CUSRGNDL2、产生串联谐振的条件：当时，产生串联谐振。此时谐振频率为谐振频率决定于电路参数L及C，而与电阻R无关。通过改变电路的L及C参数或信号的

2、频率，可使电路达到谐振。3、串联电路谐振时的特点（1）谐振时，整个回路呈现纯电阻性质，电压与电流同相位。（2）谐振时，电路的阻抗最小、电流最大。（3）电路谐振时由于感抗与容抗相等，所以电感上的电压与电容上的电压大小相等，而且数值都是电源电压的Q倍，相位相反，相位差180°。（4）品质因数Q定义为谐振时电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比，有：判断谐振的依据电压、电流同相位电压电流4、串联谐振电路的频率特性当外加正弦交流电压的频率可变时，电路中的感抗、容抗和电抗都随着外加电源频率的改变而变化，因而电路中的电流也随着频率而变化。这些物理量随频率而变的

3、特性绘成曲线，就是它们的频率特性曲线。通用串联谐振曲线回路的响应电流与激励电源的角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图形为串联谐振曲线。通频带BW当谐振电路频率偏离谐振频率f0时，幅值下降。当幅值降至峰值的0.707倍时对应的两个频率f2(上限频率)和f1(下限频率)之差称为通频带BW，有：上式说明，通带宽与品质因数成反比，电路的品质因数Q值越大，谐振曲线越尖锐，通频带越窄。反之，曲线平坦。四、实验内容：1、按图连线，电路参数为：R=10Ω、C=0.3μF、L=3.3mHR、L、C串联谐振电路示波器CH1CH2示波器和毫伏表共同使用时，应当共地，

4、接在参考点上。(信号源的黑夹子)CUSRGNDL2、调节低频信号发生器，输出电压Us=1V3、调节低频信号发生器的频率，通过双踪示波器监视电路，观察电路的谐振现象，寻找谐振点，确定电路的谐振频率f0。用示波器定性观察在调节频率过程中，端口电压波形与端口电流波形的相位关系，以此来判断电路是否发生谐振，当两个波形的相位差为零时，电路谐振。记录谐振时的频率，用示波器测量电感、电容和电阻两端的电压。记入表中。4、保持电压1V不变，改变信号发生器的频率分别为200HZ和20KHZ，重复上述测量。然后在上述两点和谐振点之间各自任选2个测量点，逐点测出电感、电容和电阻

5、两端的电压，并判断此时电路的性质，记入表中。(注意：取点分布合理，有可能再多取两点)5、通过测量结果，作出R=10Ω时该电路的串联谐振曲线。通过做图方法求出UR=0.707UR0时所对应的上限频率fH和下限频率fL，并计算通频带。记入表中。五、注意事项：1、每次改变信号电源的频率后，注意调节输出电压，使其保持为定值。2、应根据所选元件数值，从理论上计算出谐振频率f0，以便与测量值加以比较。3、在测量UL和UC时，注意信号电源和测量仪器公共地线的接法。频率（KHz）f7f5f3f1f0f2f4f6f80.213467820测量值UC(V)UL(V)UR(V

6、)计算值I=(mA)BW(fH-fL)Q电路性质ff0:六、数据表格：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使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值?3、如何判断电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些?4、要提高RLC串联谐振电路的品质因数，电路参数应如何改变?5、本实验在谐振时，对应的UL与UC是否相等?如有差异，原因何在?6、在实验的过程中，为什么要强调必须保持串联电路的端口电压幅值(即信号源的输出电压)为恒定？7、试证明R、L、C串联电路的通带宽与电路的品质因数成反

7、比。