RLC电路谐振特性研究
大学物理实验RLC电路谐振 特性研究
深圳大学物理实验中心
RLC电路谐振特性研究
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求
一、实验目的研究研究交流电路的谐振现象, 研究研究交流电路的谐振现象,认 识RLC电路的谐振特性; RLC电路的谐振特性; 电路的谐振特性 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法 . RLC
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二、实验原理1、RLC串联电路的谐振 、 串联电路的谐振I= U = Z U R总 + (ωL 2
C
L U
R
1 ωL 电压与电流的位相差为 ωC Φ = arctan R 1 ωL =0 Z有一极小值,I 有一极大值 有一极小值, 当 ωC 1 此时的圆频率称为谐振圆频率 谐振圆频率ω 此时的圆频率称为谐振圆频率ω0 ω0 = LC ω0 L 1 L UL 1 Q= = = = ω0 1 f0 = = ω 0 CR U R R C 2π 2π LCQ: ——品质因素 ——品质因素
1 2 ) ωC
I
~
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二、实验原理II max I maxQ大, 大
I=
U = Z
U R总 + (ωL 2
1 2 ) ωC
通频带宽度
2
ω0 1 f0 = = 2π 2π LCf0 f = f 2 f1 = Q
Q小 小 f1 ω f2
U L UC Q= = U U
0
ω f
Q越大,带宽越小, 带宽越小,谐振曲线越尖锐。 谐振曲线越尖锐。
大得多,所以叫电压谐振 Q>>1,U 1, 通常Q>>1,Uc 、UL 比U大得多,所以叫电压谐振
Q 值还标志着电路的频率选择性,即谐振峰的尖锐程度。 值还标志着电路的频率选择性 即谐振峰的尖锐程度。 频率选择性,
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三、实验仪器⑴.L=0.1H,C=0.044μ F,R=100Ω,电压输出 为1.0V,调“频率调 节”→f0,Umax→Imax
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四、实验内容与步骤⑴.L=0.1H,C=0.044μF, R=100Ω,电压输出为1.0V,调 “频率调节”→f0,Umax→Imax ω0 1 ⑵ = f0 = 2π 2π LC
⑶改变信号源频率,使频率f=1400Hz~3400Hz,测量UR 绘出UR- f曲线。 ⑷用交流毫伏表测量出谐振时的UI、UC和UL,求出Q值 。 ⑸由U - f曲线求出频带宽度△f,并由此求出Q 值。计算R
f0、Q的理论值及百分误差。ω0 L UL Q1 = = U i R + 20Q2 = UC 1 = U i ω0C ( R + 20)
Q3 =
f0 f2 f
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实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求f / Hz 1600 R1 = 100 u / mV i / mA R1 = 200 u / mV i / mA 2400 f / Hz R1 = 100 u / mV i / mA R1 = 200 u / mV i / mA
测1700 2450
测 计 计2500
1800
1900
2550
量2000 2600
量 算 算2900
2200
注意事项 1.测量f0时,接线时要特别注意接地端的接线,电 阻R一定要与接地端相连。 2.电压输出为1.0V.
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10
I(mA)
8
R=100 Ω R=200Ω
6
4
2
f(Hz) 0 1500 1700 1900
2100 2300 2500 2700 2900 3100 3300
图1 RLC串联谐振曲线
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L=0.1H,C=0.044μF, R=100Ω,电压输出为 1.0V,调“频率调 节”→f0,Umax→Imax