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1、实验五交流串联电路一.实验目的1.研究RLC串联电路，验证2.测绘RLC串联谐振电路的频率特性曲线;3.加深对串联谐振特点的了解;4.学习使用函数信号发生器、毫伏表和双踪示波器二.实验说明在RLC交流串联电路中,外施电压等于各元件上电压的相量和,与的相位差为-900,与的相位差为+900.。在RLC串联电路中,由于电源频率的变化,电感和电容所呈现的感抗和容抗也相应的变化。当:时，电路呈容性；时，电路呈感性；时,,电路呈电阻性。我们把时的串联电路称为串联谐振电路或电压谐振电路。谐振频率为或。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。本实验采用改变外施正弦电压的频率f来使电路达到
2、谐振。谐振时电路的复阻抗,阻抗角，电路中电流的有效值:。如果保持外施电压的有效值U及电路参数R、L、C不变，改变电压源频率f，便可得到电流与频率关系的幅频特性，如图2.5.1所示。图中曲线也称为电流谐振曲线。在图中，串联电路中的电阻R愈小，曲线就愈尖锐。为了反映谐振电路这一般特性，在无线电技术中常采用电路的品质因数Q来表示。根据定义，。三.实验仪器及设备1.电子技术实验箱1台2.函数信号发生器1台353.毫伏表1台4.示波器1台四.预习要求1.复习有关串联谐振理论,掌握谐振电路的特征。2.在实验原理电路图2.5.2中a、b端接一频率可调的正弦交流电压Ui,且使Ui＝4V,设电路的C=0.1
3、μF；空心电感圈L＝2.5mH、r＝10Ω；电阻R＝100Ω。求此电路的谐振频率f0及此时的电流有效值I。五.思考题1.电路发生串联谐振的条件是什么？谐振时有哪些特征?2.用双踪示波器同时观察两个波形时应如何选择公共点?六.注意事项1.使用毫伏表测电压时,每改变一次量程都应校零。2.在每次改变函数信号发生器的频率时,要求保持其输出电压不变。七.实验内容及步骤(1)调节函数信号发生器,使频率f=10kHz,Ui＝4V（用毫伏表测）。按原理图2.5.2接线。(2)用双踪示波器分别观察UR、UC和UR、UL的波形,注意观察其相位关系(注意:用双踪示波器观察两个信号,必须正确选择公共点)，并将波形
4、画入图2.5.3中。（3）改变信号频率为5kHz、10kHz,保持Ui=4V,用毫伏表测量UR、UL、UC的有效值，记入表2.5.1。验证下式是否成立：图2.5.1串联谐振曲线图2.5.2RLC串联电路(4)寻找谐振点：将频率调至10kHz左右，用双踪示波器同时观察、的波形,调节函数发生器的频率(在调节过程中应注意保持函数发生器的输出电压Ui＝4V),当和的波形相位相同时,即可认为此时电路发生串联谐振,对应函数发生器的频率即为谐振频率f0,测出UR、UL、UC并与f0同时记入表2.5.2中。35uRo表2.5.1Ui＝4Vf(kHz)Ui(V)UR(V)UL(V)UC(V)54104ouL
5、ouC图2.5.3uR、uL、uc相位关系表2.5.2Ui＝4VC＝0.1μFf（kHz）f1=f2=f3=f0=f4=f5=f6=UR（V）UL（V）UC（V）表2.5.3Ui＝4V电容电压0.047μF0.1μF0.47μFUR（V）UL（V）UC（V）(5)在f0左右各选取三点（靠近f0处密一点）,分别测出不同频率时的UR、UL、UC,将值记入表2.5.2中,并画出谐振曲线。(6)保持信号频率为f0和电压Ui＝4V不变,改变电容参数,分别测出对应的UL、UC和UR值,并记入表2.5.3中。八.实验报告要求1．完成表中各项测量值。2．根据所测值判定。3．画出RLC串联电路的谐振曲线并作
6、分析。4.分别画出表2.5.3中三个电容值情况下与、和的三个相应的相量图,并说明电路的性质是电阻性,电容性或电感性。35
