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f 0；
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
)(C L X X j R Z Z -+=∠=ϕ Z ――称为电路复阻抗
Z ――阻抗模（阻抗大小）
ϕ――阻抗角（总电压与电流的相位差） L X ――感抗，L X L ω=
C X ――容抗，C
X C ω1=
当 X L >X C 时，ϕ > 0 ，u 超前i ，电路呈感性 当 X L < X C 时，ϕ < 0 ，u 滞后i ，电路呈容性 当 X L = X C 时，ϕ = 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：C L X X = 谐振频率：LC
f π210=
串联谐振特征:①阻抗最小，Z=R ； ②电流最大，R
U I =。

R
L
C 2
3
u
1
4
i
三、实训任务及要求
1、如图RLC 串联电路，理论计算电路谐振频率f 0
写出计算公式：
LC
f π210=
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： R
20Ω
L
100uH
C 101nF
2
3
u
1
4
根据上述数据表总结： 电路谐振频率f 0= 。

f ＝f 0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。

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。