实验三 RLC串联谐振

实验三 RLC 串联谐振
一、实验目的
1、掌握测量谐振频率、品质因数和绘制频率特性曲线的方法。

2、加深对串联谐振电路特性的理解。

3、认识品质因数对电路选择性的影响。

二、实验原理
1、串联谐振
在RLC 串联电路中，当感抗和容抗相等时，电路的端电压和电流同相位，整个电路呈现电阻性。

即C
L ωω1
=
时，电路处于谐振状态，谐振角频率为LC
10=ω，谐振频率为
LC
f π210=
当0ωω<时，电路呈容性，电路电流超前端电压；当0ωω>时，电路呈感性，电路电流滞后端电压。

要使电路发生谐振，可以改变L 、C 或f 来达到，本实验是通过改变电源电压的频率来实现的。

2、 串联谐振的特性
(1)由于C L 001ωω=，所以U L 与U C 数值相等，相位相差1800
，而U L 或U C 与信号源电压
U S 之比为品质因数Q ，即
Q =R
C L
R C R L U U U U S C S L ====001ωω
其中LC
1
0=
ω。

在C 和L 为定植情况下，Q 值仅取决于回路电阻R 的大小。

电阻R 越大
电路的品质因数越小，其谐振曲线越平坦。

(2)由于回路总电抗01
000=-
=C
L X ωω，因此，回路阻抗Z 为最小值；在U S 一定情况下，I=I 0=
R
U S
为最大值；回路相当于一个纯电阻电路，U S 与I 同相位。

三、实验任务与步骤
1、按图3-1接线，改变信号源频率，找出谐振频率0f ，
一般可采取两种方法： 图3-1
(1)电阻电压U R到达最大值的办法确定f0
(2)用双踪示波器观察U S和U R的波形，调节信号源频率，当二者波形相同时即为f0。

2、在谐振情况下用晶体管毫伏表测量U S、U L 、U C、U R ，根据测量结果计算Q值并记入下表。

3、测量谐振曲线图I(f)
信号源U S保持5V，改变其频率，分别测U R值(以谐振频率为中心两边对称取点，在谐振频率附近可适当多取几点)，由I=U S换算出电流值，记录于下表。

四、实验要求
1、根据实验记录数据，绘出谐振特性曲线。

2、总结电路谐振时的特点。

五、思考题
1、如何判断RLC串联电路是否达到谐振状态，串联谐振时是否有U L=U C，若两者不等分析其原因。

六、实验仪器
信号发生器1台
电感1个
电阻箱1个
电路试验箱。