10、rlc串联电路特性分析

《RLC串联电路特性分析》仿真实验

一、实验目的

1、学会计算RLC串联电路谐振频率f0；

2、通过仿真实验探讨RLC串联电路在不同工作条件下的性质，探讨串联谐振的特征，探讨串联谐振电路的选频作用。 二、相关理论知识 （一）RLC串联电路性质

Z Z R j(XL XC) Z――称为电路复阻抗

i

1

R

3

Z――阻抗模（阻抗大小）

――阻抗角（总电压与电流的相位差） XL――感抗，XL L

u

2

CL

4

XC――容抗，XC

1 C

当 XL >XC时， > 0 ，u 超前i，电路呈感性 当 XL < XC 时， < 0 ，u 滞后i，电路呈容性 当 XL = XC时， = 0 ，u.、i 同相，电路呈电阻性 （二）RLC串联谐振

谐振定义：总电压和总电流同相。 谐振条件：XL XC 谐振频率：f0

12 LC

串联谐振特征:①阻抗最小，Z=R ； ②电流最大，I

U。 R

1

三、实训任务及要求

1

1、如图RLC串联电路，理论计算电路谐振频率f0

R

3

20Ω

写出计算公式：

f0

12 LC

u

2

CL

4

101nF

100uH

2、探讨RLC串联电路工作特性

用Multisim软件连接电路，改变电源频率f，用数字万用表测量电流I（有效值），用示波器观察电流及总电压波形,根据相位关系判断电路性质。

（1）

（2） 测量电流及波形： 2

根据上述数据表总结： 电路谐振频率f0= 。

f＝f0时，电流 ，U、i相位关系 ，电路呈 性。

f＜f0时，电流 ，U、i相位关系 ，电路呈 性。

f＞f

0时，电流 ，U、i相位关系 ，电路呈 性。

（3）观察选频特性曲线

打开菜单工具：仿真→分析→交流分析，设置输出项为电流，点仿真观察选频特性曲线：（将曲线截图）

3、电路如下，电源频率f＝5KZH，R=50Ω，L=10μH。

（1）要使电路谐振，请计算C＝？

（2）怎样进行仿真验证？写出仿真方案及仿真结果。

3