实验六   RLC 串联电路的幅频特性和谐振现象

一、实验目的

1、测量RLC串联电路的幅频特性。

2、研究串联谐振现象以及电路参数对谐振特性的影响。

二、实验仪器设备

1、电路实验箱                 1台    

2、交流电压表 （或万用表）      1台

3、交流毫伏表                   1台          

4、信号发生器 （用功率输出）    1台   

三、预习要求与实验说明。

1、幅频特性：

在RLC串联交流电路（图6-1）中，频率的改变会引起电抗的改变，从而引起阻抗的改变。如果维持电源电压不变，则电路电流的大小会引起频率而改变。I（f）曲线。即为幅频特性，也称谐振曲线，如图6-2所示。

2、谐振频率

在R、L、C串联电路中，阻抗值Z=∠φ=R+j(XL-XC)=R+j(L-

I==

在某一频率下， ωL—, 这时电流为最大，这一现象叫做谐振，此时的频率叫做“谐振频率”。

　　　　　　ω₀=　  f ₀=　　　　　　

图6-2是两个不同电路参数的谐振曲线， f ₀₁、f ₀₂为谐振频率，若两者的电容C不同，C₂小，f ₀₂则大；C1大 ，则f ₀₁ 小。

图6-1                                  图6-2

3、品质因数

从选择性来看，要求I（f）越尖越好，即在谐振频率附近，阻抗要灵敏地随频率而变化，一般常用品质因数Q来表示。

选择性的好坏用Q值来衡量，要求Q值越大越好：

  或

图6-3为I/I₀ ~f/f₀曲线，由图可看出Q₂＞Q₁ 。

图6-3

四、实验内容与步骤

1、按图6-1接线，令 R=50Ω , C=0.5μF ，L= 100mH ，保持电源电 压 U=5V 不变，改变电源频率，测量电路中电阻上的电压U_R，并计算出相应的电流I，测出谐振频率f₀，将测量结果填入表 6- 1。

表6-1      R=0   C=0.5μF  L=100mH  U=5V

2、改变电路参数，令 R= 100Ω , C=0.5μF，L= 100mH，保持电源电压 U=5V 不变，改变电源频率，测量电路中电阻上的电压U_R，并计算出相应的电流I，测出谐振频率f₀，将测量结果填入表6-2。

表6-2      R=50Ω   C=0.5μF  L=100mH  U=5v

3. 改变电路参数，令 R=50Ω , C=0.5μF，L=200mH，保持电源电压 U=5V 不变，改变电源频率，测量电路中电阻上的电压U_R，并计算出相应的电流I，测出谐振频率f₀，将测量结果填入表6-3。

表6-3     R=50Ω    L=200mH   C=0.5μF

五、注意事项：

曲线要画在方格纸上，曲线要平滑，不可是折线，实验中得到的点可以在曲线上，个别点也可不在曲线上。