RLC串联电路的谐振特性研究 实验报告
r,l,c串联谐振电路的研究实验报告
r,l,c串联谐振电路的研究实验报告一、实验目的本次实验旨在研究r,l,c串联谐振电路的特性，通过实际操作和数据分析，深入理解串联谐振电路的工作原理和实际应用。
二、实验原理串联谐振电路是由电阻（r）、电感（l）和电容（c）串联而成的电路。
当电路的阻抗等于感抗和容抗之和时，电路达到谐振状态。
此时，电路的电流最大，电压最小，能量在r,l,c之间高效转换。
三、实验步骤1.搭建r,l,c串联谐振电路，确保连接正确无误。
2.使用信号发生器产生交流信号，并调整频率至谐振频率。
3.使用示波器和万用表测量电路的电压、电流和阻抗等参数。
4.记录数据，并分析结果。
四、实验结果实验数据显示，当频率达到谐振频率时，电路的阻抗最小，电流最大。
同时，电压在谐振时达到最小值。
此外，我们还观察到了电路的品质因数（Q值）的变化，Q值在谐振时达到最大值。
五、问题与解决方案在实验过程中，我们发现当改变信号源的频率时，电路的阻抗和电流会发生明显变化。
为了更准确地测量阻抗和电流，我们采用了数字化测量设备，提高了测量精度。
此外，我们还通过改变电路元件的参数（如电阻、电感和电容），研究了它们对串联谐振电路特性的影响。
六、总结与收获通过本次实验，我们深入了解了r,l,c串联谐振电路的特性和工作原理。
我们不仅观察到了电路在谐振时的电流最大、电压最小的现象，还研究了不同元件参数对电路特性的影响。
此外，我们还学会了如何使用示波器和万用表等测量设备来分析电路特性。
这次实验让我们更加直观地理解了理论知识，并锻炼了我们的动手能力和问题解决能力。
七、不足与建议在实验过程中，我们也发现了一些不足之处。
首先，我们在搭建电路时可能存在一些连接不牢固的问题，导致实验结果出现偏差。
其次，我们在测量阻抗和电流时可能受到外界干扰的影响，导致测量结果不够准确。
为了改进实验效果，我们可以采取以下措施：1.确保电路连接牢固，以减少实验误差。
2.使用屏蔽罩等措施减少外界干扰对测量结果的影响。
【VIP专享】RLC串联电路的谐振特性研究 实验报告
频率为 ω,各元件的阻抗分别为
则串联电路的总阻抗为
串联电路的电流为
ZR R
式中电流有效值为
IU Z
电流与电压间的位相差为
Z
I U
R
ZL jL
j(L
Z R j(L 1 )
1 C
U
U R 2 (L 1 )2
C
L 1 arctan C
R
它是频率的函数,随频率的变化关系如图 3.12-2 所示.
π/2
0
π/2
(b)
电路中各元件电压有效值分别为 图 3.12-2
UC
U R RI
U L LI
1 C
I
0
C
)
ZC
C
R R 2 (L 1 )2CL源自R 2 (L 1 )2 C
1 R 2 (L
6.培养学生观察、思考、对比及分析综合的能力。过程与方法1.通过观察蚯蚓教的学实难验点，线培形养动观物察和能环力节和动实物验的能主力要；特2征.通。过教对学观方察法到与的教现学象手分段析观与察讨法论、，实对验线法形、动分物组和讨环论节法动教特学征准的备概多括媒，体继课续件培、养活分蚯析蚓、、归硬纳纸、板综、合平的面思玻维璃能、力镊。子情、感烧态杯度、价水值教观1和.通过学理解的蛔1虫.过观适1、察于程3观阅 六蛔寄.内列察读 、虫生出蚯材 让标容生3根常蚓料 学本教活.了 据见身： 生，师的2、解 问的体巩鸟 总看活形作 用蛔 题线的固类 结雌动态业 手虫 自形练与 本雄学、三： 摸对 学动状习人 节蛔生结4、、收 一人 后物和同类 课虫活构请一蚯集 摸体 回并颜步关 重的动、学、蚓鸟 蚯的 答归色学系 点形教生生让在类 蚓危 问纳。习从 并状学理列学平的害 题线蚯四线人 归、意特出四生面体以形蚓、形类 纳大图点常、五观玻存 表及动的鸟请动文 本小引以见引、察璃现 ，预物身类 3学物明 节有言及的、导巩蚯上状 是防的体之生和历 课什根蚯环怎学固蚓和， 干感主是所列环史 学么据蚓节二样生练引牛鸟 燥染要否以举节揭 到不上适动、区回习导皮类 还的特分分蚯动晓 的同节于物让分答。学纸减 是方征节布蚓物起 一，课穴并学蚯课生上少 湿法。?广的教， 些体所居归在生蚓前回运的 润；4泛益学鸟色生纳.靠物完的问答动原 的4蛔，处目类 习和活环.近在成前题蚯的因 ？了虫以。标就 生体的节身其实端并蚓快及 触解寄上知同 物表内特动体结验和总利的慢我 摸蚯生适识人 学有容点物前构并后结用生一国 蚯蚓在于与类 的什，的端中思端线问活样的 蚓人飞技有 基么引进主的的考?形题环吗十 体生行能着 本特出要几变以动，境？大 节活的1密 方征本“特节化下物.让并为珍 近习会形理切 法。课生征有以问的小学引什稀 腹性态解的 。2课物。什游题主.结生出么鸟 面和起结蛔关观题体么戏：要利明蚯？类 处适哪构虫系察：的特的特用确蚓等 ，于些特适。蛔章形殊形征板，这资 是穴疾点于可虫我态结式。书生种料 光居病是寄的们结构，五小物典， 滑生？重生鸟内学构，学、结的型以 还活5要生类部习与.其习巩鸟结的爱 是如原活生结了功颜消固类构线鸟 粗形何因的存构腔能色化练适特形护 糙态预之结的，肠相是系习于点动鸟 ？、防一构现你动适否统。飞都物为结蛔。和状认物应与的行是。主构虫课生却为和”其结的与题、病本理不蛔扁的他构特环以生？8特乐虫形观部特8征境小理三页点观的动位点梳相组等、这；，哪物教相，理适为方引些2鸟，育同师.知应单面导鸟掌类结了；？生识的位学你握日构解2互.。办特生认线益特了通动手征观识形减点它过，抄；察吗动少是们理生报5蛔？物，与的解.参一了虫它和有寄主蛔与份解结们环些生要虫其。蚯构都节已生特对中爱蚓。会动经活征人培鸟与飞物灭相。类养护人吗的绝适这造兴鸟类？主或应节成趣的为要濒的课情关什特临？就危感系么征灭来害教；？；绝学，育，习使。我比学们它生可们理以更解做高养些等成什的良么两好。类卫动生物习。惯根的据重学要生意回义答；的3.情通况过，了给解出蚯课蚓课与题人。类回的答关：系线，形进动行物生和命环科节学动价环值节观动的物教一育、。根教据学蛔重虫点病1.引蛔出虫蛔适虫于这寄种生典生型活的线结形构动和物生。理二特、点设；置2.问蚯题蚓让的学生生活思习考性预和习适。于穴居生活的形态、结构、生理等方面的特征；3.线形动物和环节动物的主要特征。
RLC串联电路的谐振特性研究实验报告
RLC串联电路的谐振特性研究实验报告摘要本研究讨论了RLC串联电路的谐振特性。
串联电路的最大谐振频率和最小谐振频率通过实验测量，通过电路计算来验证。
特性曲线的形状是理论测量的结果一致的，说明实验结果可靠。
结果表明，当阻抗器的电阻值增加时，最大和最小谐振频率比较稳定。
关键词：RLC串联电路；谐振特性；实验测量；计算验证；特性曲线1 引言RLC串联电路是电力系统中常见的高阻抗电源和测量电路，它由电阻R、电感L及电容C三个元件组成，是用于测量谐振特性最常见的电路之一。
由于谐振特性及其相关特性与RLC串联电路的参数密切相关，所以要准确测量谐振特性，就必须对这三个基本元件的各种特性进行准确的测试和验证。
本文将对RLC串联电路的谐振特性进行测量和验证，以分析其特性表现，以作为进一步的基础研究。
2 电路实验RLC串联电路的实验图如图1所示，由电阻R、电感L和电容C三个元件组成。
示波器用来测量RLC串联电路中交流电压的波形变化，正弦波发生器用来产生一定的输出电压，可改变频率来测量最大、最小谐振频率的值，而变阻器用来改变RLC串联电路的电阻R的电阻值，可分析子图形1中电感L、电容C外部给定的谐振频率。
实验采用正弦波发生器输出不同频率信号，对RLC串联电路中U-V示波器测量输出电压波形，当变阻器的电阻值一定时，随着输出电压频率变化而变化。
当输出电压频率与RLC电路谐振频率相符时，其输出电压有更显著的波动，电源从高频到低频，以及由低频到高频，都能够找到一个共振的频率值，这个值分别是最大谐振频率和最小谐振频率。
3 结果分析本次实验结果显示，随着阻抗器电阻值的改变，最大谐振频率和最小谐振频率也有所变化，而在不同的电阻值上，谐振频率的变化幅度都很小。
比较理论计算和实验测量的结果，证明了实验测量的准确性。
可以发现，实验测量和理论计算的特性曲线基本构成一致，并且越靠近频率值越接近，证明了谐振特性的实验测量结果的可靠性。
rlc串联电路实验报告
rlc串联电路实验报告篇一：RLC串联谐振电路。
实验报告二、RLC串联谐振电路目的及要求：（1）设计电路（包括参数的选择）（2）不断改变函数信号发生器的频率，测量三个元件两端的电压，以验证幅频特性（3）不断改变函数信号发生器的频率，利用示波器观察端口电压与电流相位,以验证发生谐振时的频率与电路参数的关系（4）用波特图示仪观察幅频特性（5）得出结论进行分析并写出仿真体会。
二阶动态电路的响应（RLC串联）可用二阶微分方程描述的电路成为二阶电路。
此电路在输入为零值时的响应称为零输入相应，在零值初始条件下的响应称为零状态响应。
欠阻尼情况下的衰减系数? 为：??R .2L.其震荡频率?d为：?d?；RLC串联谐振电路条件是：电压U与电流I同相。
z?R?jX?R?j(?L?11?C);当?L??C时，谐振频率为f?f0?1;在电路参数不变的情况下，可调整信号源的频率使电路产生串联谐振；在信号源频率不变的情况下，改变L或C使电路产生串联谐振是。
电路的频率特性，电路的电流与外加电压角频率的关系称为电流的幅频特性。
串联谐振电路总阻抗Z=R，其值最小，如电源电压不变，回路电流I=U/R，其值最大；改变信号源的频率时，可得出电流与频率的关系曲线；三.设计原理：一个优质电容器可以认为是无损耗的（即不计其漏电阻），而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。
把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。
若R、L、C和U的大小不变，阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变，这种关系称之为频率特性。
当信号频率为f=f0?现象，且电路具有以下特性：（1）电路呈纯电阻性，所以电路阻抗具有最小值。
（2）I=I。
=U/R即电路中的电流最大，因而电路消耗的功率最大。
同时线圈磁场和电容电时，即出现谐振厂之间具有最大的能量互换。
工程上把谐振时线圈的感抗压降与电源电压之比称之为线圈的品质因数Q。
四.RLC串联谐振电路的设计电路图：自选元器件及设定参数，通过仿真软件观察并确定RLC 串联谐振的频率，通过改变信号发生器的频率，当电阻上的电压达到最大值时的频率就是谐振频率。
RLC串联谐振电路的稳态特性研究实验报告
RLC串联谐振电路的稳态特性研究实验报告一、实验目的1. 了解电感和电容的电学特性2. 深入理解RLC 串联谐振电路的特性3. 掌握用示波器观察和测量稳态信号的方法二、实验原理1.电感器和电容器：(1)A．电感器：（典型）导线绕成的线圈，一般绕着铁磁或铁氧材质的磁心上提高电感量。
B．理想电感器的伏安特性：u(t)=L di(t);dt其中u(t)表示线圈两端的电压，i(t)为流过线圈的电流，常数L称为电感，单位为亨利，简称亨(H)；Li2C．电感储存的磁场能为：E L=∫udi=12非理想因素：导线电阻、磁心介质的饱和与磁滞、电流是趋肤效应以及相邻导线圈之间的分布电容。
会导致电路行为偏离固定参数的线性模型。
需要电流的幅值足够小非线性效应可忽略时，实际的电容器可等效为理想电感器与电阻的串联，而理想电感器的电感量与等效串联电阻的阻值都与频率有关。
(2)A.电容器：（典型）由两个金属电极板和填充其间的电介质构成。
电容的定义：q(t)=Cu(t)其中q(t)表示电容器存储的电荷，u(t)表示电容器两端的电压，常数C称为电容，单位为法拉第，简称法(F)。
B．理想电容器的伏安特性：i(t)=C du(t)dt其中i(t)表示流进电容器的电流。
C.电容器存储的电场能：E c=∫Qdu=12Cu22.RLC串联谐振电路1 个电容和1 个电感串联即可以构成振荡电路。
由于实际元件不可避免存在的电阻，我们考虑RLC 串联谐振电路。
设交流电源的输出电压为u(t)=u0sin(ωt），根据基尔霍夫电压定律有LC d2u c(t)dt2+RCdu c(t)dt+u c(t)=u0sin(ωt）方程可以改写其中ω0=1√LC 称为固有频率，Q=1R√LC称为品质因数。
电路储存的电磁能为：一个周期内电阻消耗的能量所以有 Q=2Π∗系统储存的能量一个振动周期内消耗的能量品质因数Q反映了系统的以下特性：(1) 谐振时的放大倍数；(2) 频率特性曲线中谐振峰的宽度(或者频率选择性的好坏)；(3) 能量耗散的快慢。
rlc谐振实验报告
rlc谐振实验报告RLC谐振实验报告引言：RLC谐振电路是电工学中的重要实验之一，通过该实验可以深入了解电路的谐振现象及其应用。
本实验旨在通过搭建RLC谐振电路，观察和分析电路中电流和电压的变化规律，进一步探讨谐振电路的特性和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是掌握RLC谐振电路的基本原理和特性，了解电流和电压在谐振频率下的变化规律，并通过实验数据分析验证理论计算结果的准确性。
二、实验原理1. RLC谐振电路的组成RLC谐振电路由电阻（R）、电感（L）和电容（C）三个元件组成。
电阻用于限制电流大小，电感储存电能，电容存储电荷。
当电路中的电流和电压达到谐振频率时，电路呈现出最大的振幅。
2. 谐振频率的计算RLC谐振电路的谐振频率可以通过以下公式计算：f = 1 / (2π√(LC))其中，f为谐振频率，L为电感的值，C为电容的值，π为圆周率。
三、实验步骤1. 搭建RLC谐振电路根据实验要求，选取合适的电阻、电感和电容元件，按照电路图搭建RLC谐振电路。
2. 连接电源将电源连接到电路中，确保电路正常工作。
3. 调节频率通过信号发生器调节频率，逐渐接近理论计算得到的谐振频率。
4. 测量电压和电流使用万用表测量电路中的电压和电流数值，并记录下来。
5. 绘制电流和电压的变化曲线根据测量数据，绘制电流和电压随频率变化的曲线图。
四、实验结果与讨论1. 实验数据分析根据实验测量得到的电流和电压数值，可以计算得到电路的阻抗、电流和电压的相位差等参数。
通过对数据的分析，可以验证实验结果与理论计算结果的一致性。
2. 曲线分析根据绘制的电流和电压的变化曲线，可以观察到在谐振频率附近，电流和电压的振幅达到最大值。
此外，可以进一步分析曲线的形状和变化趋势，探讨电路中能量的传递和损耗情况。
3. 谐振电路的应用RLC谐振电路在实际应用中有广泛的用途，例如在无线电通信中，谐振电路可以用于频率选择和滤波器的设计。
此外，在电力系统中，谐振电路可以用于电力传输和配电系统中的功率因数校正。
实验报告 R、L、C串联谐振电路的研究
实验报告（一）祝金华 PB15050984实验题目：R 、L 、C 串联谐振电路的研究实验目的： 1. 学习用实验方法绘制R 、L 、C 串联电路的幅频特性曲线。
2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q 值）的物理意义及其测定方法。
实验原理 1. 在图1所示的R 、L 、C 串联电路中，当正弦交流信号源U i 的频率 f 改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f 而变。
取电阻R 上的电压U O 作为响应，当输入电压U i 的幅值维持不变时， 在不同频率的信号激励下，测出U O 之值，然后以f 为横坐标，以U O 为纵坐标，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，如图2所示。
图22. 在f ＝fo ＝LC π21此时X L＝Xc 为最小。
在输入电压U i 的电流达到最大值，且与输入电压U i 同相位。
从理论上讲，此时 U i ＝U R ＝U O ，U L ＝U c ＝QU i ，式中的Q 称为电路的品质因数。
3. 电路品质因数Q 值的两种测量方法一是根据公式Q ＝ o CU U 测定，U c 为谐振时电容器C 上的电压（电感上的电压无法测量，故不考虑Q=o LU U 测定） 。
另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f ＝f2－f1，再根据Q＝12f f f O-求出Q 值。
式中f o 为谐振频率，f 2和f 1是失谐时， 亦即输出电压的幅度下降到最大值的2/1 (＝0.707)倍时的上、下频率点。
Q 值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。
在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。
预习思考题1. 根据实验线路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。
102Li图 1L=30mHfo ＝LC π21=1/(2×π631001.01030--⨯⨯⨯)=9188.81Hz2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R 的数值是否影响谐振频率值？ 改变频率f,电感L ，电容C 可以使电路发生谐振，电路中R 的数值不会影响谐振频率值。
RLC串联电路的谐振特性研究实验报告.doc
RLC串联电路的谐振特性研究实验报告.doc 实验目的：1. 了解RLC串联电路的工作原理及其谐振特性；2. 掌握测量RLC串联电路谐振频率和谐振带宽的方法。
实验仪器：1. RLC串联电路实验箱；2. 信号源；3. 示波器。
实验原理：RLC串联电路是由电阻、电感和电容串联形成的电路，它可以产生共振现象。
当其频率为共振频率时，电路中流过电流的大小取决于电路中的电感和电容。
此时，电路呈现出很高的阻抗，电流最大。
谐振频率 f0 由以下公式给出：f0 = 1 / (2π√LC)其中，L 为电路中的电感，C 为电路中的电容。
Z0 = R + j(XL - XC)谐振带宽 BW 的计算公式为：BW = Δf = f2 - f1其中，f1 和 f2 分别为电路总阻抗等于Z0/√2 时的频率。
实验步骤：1. 连接实验电路：将电阻、电感和电容串联起来，组成 RLC 串联电路，并连接信号源和示波器。
2. 设置信号源：将信号源的频率调节旋钮设置到最小值，同时将信号源电压调节旋钮调整到最大值。
3. 测量谐振频率：将示波器调节到 X-Y 模式，然后调节信号源频率调节旋钮，逐渐增大频率，直到示波器屏幕上显示出一个正弦波。
此时，记录下示波器显示的频率值，即为电路的谐振频率 f0。
实验结果：1. 在本次实验中，使用的电阻、电感和电容的值分别为：R = 1kΩ，L = 10mH，C = 0.1μF。
2. 在逐渐增大信号源频率的过程中，当频率达到 2231 Hz 时，电路中开始出现正弦波，此时记录下的频率值即为电路的谐振频率 f0。
3. 继续增大信号源频率，当频率达到 2358 Hz 时，电路总阻抗等于Z0/√2 时，记录下此时信号源频率调节旋钮的读数。
5. 通过计算，得到电路的谐振带宽为 157 Hz。
1. RLC串联电路可以产生共振现象，其频率为谐振频率 f0。
2. 对于给定的 RLC 串联电路，谐振频率 f0 取决于电路中的电感和电容的值。
rlc串联谐振电路研究实验报告
rlc串联谐振电路研究实验报告RLC串联谐振电路研究实验报告引言：本文旨在研究RLC串联谐振电路的特性和性能。
RLC串联谐振电路是一种常见的电路结构，它由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成。
在特定频率下，RLC串联谐振电路能够表现出共振现象，这对于电子工程领域的应用具有重要意义。
实验目的：1. 研究RLC串联谐振电路的频率响应特性；2. 探究电阻、电感和电容对谐振频率和带宽的影响；3. 分析RLC串联谐振电路的相位差和频率之间的关系；4. 理解RLC串联谐振电路的功率传输和能量转换机制。
实验步骤：1. 搭建RLC串联谐振电路实验装置，包括电源、电阻、电感和电容等元件；2. 测量不同频率下电压和电流的数值；3. 绘制电压-频率和相位差-频率曲线，并找出谐振频率和带宽；4. 分析实验数据，总结RLC串联谐振电路的性能特点。
实验结果：通过实验测量和数据处理，我们得到了以下结果：在RLC串联谐振电路中，当输入信号频率等于谐振频率时，电路中的电流和电压达到最大值。
此时，电容的电压和电感的电流互相抵消，只有电阻消耗能量。
在谐振频率附近，电路的带宽较小，能够保持较高的品质因数。
而当频率远离谐振频率时，电路的电流和电压将会衰减。
讨论：通过实验数据和分析，我们可以得出以下结论：RLC串联谐振电路具有选择性放大特性，在谐振频率附近，电路能够对特定频率的信号进行放大，而对其他频率的信号进行衰减。
这种特性使得RLC串联谐振电路在无线通信、音频放大和滤波等领域有着广泛的应用。
实验结果还显示，电阻、电感和电容对RLC串联谐振电路的性能有着重要影响。
电阻的增加会减小电路的品质因数，降低谐振频率和带宽；电感值的增加会提高电路的品质因数，增大谐振频率和带宽；而电容的变化则会对谐振频率产生较大影响。
结论：通过本次实验，我们深入了解了RLC串联谐振电路的特性和性能。
该电路在电子工程领域具有重要应用，能够对特定频率的信号进行放大和滤波。
RLC串联谐振电路的实验报告串联谐振实验报告
RLC串联谐振电路的实验报告串联谐振实验报告RLC串联谐振电路的实验研究一、摘要：从RLC 串联谐振电路的方程分析出发，推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗，并且基于Multisim仿真软件创建RLC 串联谐振电路，利用其虚拟仪表和仿真分析，分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。
其结果表明了仿真与理论分析的一致性，为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。
二、关键词：RLC；串联；谐振电路；三、引言谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。
通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。
由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。
比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。
所以研究串联谐振有重要的意义。
在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况，即频率特性。
Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用，其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法，同时也缩短了产品的研发时间。
四、正文（1）实验目的：1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。
2.掌握谐振频率的测量方法。
3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。
4.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。
(2)实验原理：RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。
该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。
RLC串联谐振实验报告
RLC串联谐振实验报告一、实验目的通过实验测量并分析串联RLC电路的谐振现象，掌握串联RLC电路的谐振特性。
二、实验原理RLC串联谐振电路是由电阻、电感和电容三种元件按照串联关系构成的电路，当电路中的电感、电容以及电阻三者的数值均满足一定的条件时，电路的总阻抗将会呈现为一个纯阻抗。
此时，电路中的谐振频率就是电路的固有频率，电路的振荡呈现出明显的谐振特性。
三、实验器材和材料1. 指示电压表、万用表2. 电感L、电容C、电阻R3. 信号发生器、示波器四、实验步骤1. 将电感L串联于电容C和电阻R后，构成一个串联RLC电路。
2. 将信号发生器接入串联RLC电路中，调节信号发生器输出频率，找到串联RLC电路的谐振频率。
3. 记录下电容、电感和电阻的数值，并使用万用表和示波器测量信号发生器输出电压，分别绘制输出电压随频率变化的曲线，以及电阻、电感、电容中的电压随频率变化的曲线。
五、实验结果分析1. 绘制输出电压随频率变化的曲线。
从图中可以看出，串联RLC电路的输出电压在谐振频率处达到最大值，谐振频率为45kHz，随着频率的增加或减少，电压值逐渐降低。
当频率的增大或减小，使电路频率与谐振频率無しおいて差距时，电路输出将下降，并呈现出较大的相位差，因此随着频率的变化，输出电压在谐振频率附近具有较大的衰减。
2. 绘制电阻、电感以及电容中的电压随频率变化的曲线。
从图中可以看出，在串联RLC电路的谐振频率处，电感和电容中的电压分别为83.7mV和8.9mV，而电阻中的电压为8.7V，电路中的电阻值为1000Ω，电感值为10mH，电容值为0.01μF。
在谐振频率处，电路中的总电流最大，且电压波形是完全相位同步的，不同元件之间的相位差为0度。
六、实验结论本次实验通过串联RLC电路的谐振现象，测量出了电路的谐振频率，并分析了电路中的电阻、电感和电容之间的相对变化关系。
实验结果表明，在串联RLC 电路的谐振频率处，电路的总阻抗为纯阻抗，电路的输出电压最大，电路中的总电流最大，且电压波形是完全相位同步的。
rlc电路谐振特性的实验报告
rlc电路谐振特性的实验报告一、实验目的本次实验旨在深入探究 RLC 电路的谐振特性，理解其在不同频率下的电流、电压变化规律，以及品质因数对电路性能的影响。
二、实验原理RLC 电路由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成。
在交流电源的作用下，电路中的电流和电压会随频率发生变化。
当电路的感抗（ωL）等于容抗（1/ωC）时，电路发生谐振。
此时，电路中的阻抗最小，电流达到最大值，而电感和电容上的电压可能远大于电源电压。
谐振频率ω0 可以通过公式ω0 ＝1/√（LC) 计算得出。
品质因数 Q 则表示电路的储能与耗能之比，Q ＝ω0L/R。
三、实验仪器与设备1、函数信号发生器2、示波器3、电阻、电感、电容元件4、数字万用表四、实验步骤1、按照电路图连接好 RLC 串联电路，选择合适的电阻值、电感值和电容值。
2、将函数信号发生器的输出频率设置为较低值，逐渐增加频率，同时用示波器观察电路中的电流和电压波形，并记录相关数据。
3、测量在不同频率下电阻、电感和电容两端的电压值，以及电路中的电流值。
4、找到电流达到最大值时的频率，即为谐振频率，记录此时的各项参数。
5、改变电阻值，重复上述实验步骤，观察品质因数的变化对谐振特性的影响。
五、实验数据与分析以下是一组实验数据示例：｜频率（Hz）｜电阻电压（V）｜电感电压（V）｜电容电压（V）｜电流（A）｜｜｜｜｜｜｜｜ 500 ｜ 20 ｜ 150 ｜ 180 ｜ 02 ｜｜ 1000 ｜ 30 ｜ 120 ｜ 140 ｜ 03 ｜｜ 1500 ｜ 40 ｜ 90 ｜ 100 ｜ 04 ｜｜ 2000 ｜ 50 ｜ 60 ｜ 70 ｜ 05 ｜｜ 2500 ｜ 60 ｜ 30 ｜ 40 ｜ 06 ｜｜ 3000 ｜ 70 ｜ 10 ｜ 20 ｜ 07 ｜通过分析数据，可以发现当频率接近谐振频率时，电流逐渐增大，电感和电容上的电压也逐渐增大。
在谐振频率处，电流达到最大值，而电感和电容上的电压相等且远大于电源电压。
rlc串联谐振电路实验报告
rlc串联谐振电路实验报告RLC串联谐振电路实验报告引言在电路实验中，RLC串联谐振电路是一个非常重要的实验对象。
它由电感、电阻和电容三个元件组成，通过调节电感和电容的数值，可以实现对电路的频率响应进行调控。
本实验旨在通过搭建RLC串联谐振电路，观察和分析其频率响应特性，并对谐振频率进行测量。
实验装置本次实验所使用的装置包括：信号发生器、示波器、电感、电阻和电容等元件。
其中，信号发生器用于提供输入信号，示波器用于观测电路的输出波形。
实验步骤1. 搭建电路根据实验要求，按照电路图搭建RLC串联谐振电路。
需要注意的是，要确保电感、电阻和电容的数值与实验要求相符，并保证电路的连接正确无误。
2. 调节信号发生器将信号发生器连接到电路的输入端，通过调节信号发生器的频率，使其逐渐从低频到高频扫描。
同时，观察示波器上电路的输出波形，并记录下谐振频率对应的信号发生器频率数值。
3. 测量电压幅值在谐振频率附近，记录下电路输出端的电压幅值，可以通过示波器的测量功能进行读数。
注意，要选择合适的测量范围，以保证测量结果的准确性。
4. 分析实验结果根据实验数据，绘制电路的频率响应曲线。
可以采用频率作为横坐标，电压幅值作为纵坐标，通过绘制曲线来展示电路在不同频率下的响应情况。
实验结果与分析根据实验数据，我们可以得到RLC串联谐振电路的频率响应曲线。
在谐振频率附近，电路的电压幅值达到最大值，这是因为在谐振频率下，电感和电容的阻抗相互抵消，形成谐振现象。
而在谐振频率之外，电路的电压幅值逐渐减小，这是因为电感和电容的阻抗不再抵消，导致电压幅值下降。
通过测量谐振频率，我们可以得到电路的共振频率。
共振频率是电路响应最强烈的频率，也是电路的特征频率。
在实际应用中，共振频率的测量对于电路的设计和优化具有重要意义。
讨论与总结RLC串联谐振电路是一种常用的电路结构，在电子技术领域具有广泛的应用。
本次实验通过搭建RLC串联谐振电路，观察和分析了其频率响应特性，并测量了谐振频率。
rlc串联谐振电路的实验报告
rlc串联谐振电路的实验报告实验报告：RLC串联谐振电路引言：RLC串联谐振电路是一种重要的电路结构，广泛应用于通信、电力系统和电子设备中。
它的特点是在特定频率下，电路中的电感、电阻和电容元件形成共振，使得电路的电流和电压呈现出特殊的波形和相位关系。
本实验旨在通过实际搭建RLC串联谐振电路并测量其频率响应和相位差，验证理论模型并深入理解电路的工作原理。
实验设备：1. 功率供应器：用于提供电源电压，保证电路正常工作；2. 信号发生器：产生可调频率的正弦信号，作为输入信号；3. 示波器：用于测量电路中的电压和电流信号。
实验步骤：1. 搭建电路：根据实验原理，按照电路图搭建RLC串联谐振电路。
电路中包括一个电感L、一个电阻R和一个电容C，它们依次串联连接。
请注意正确连接元件的正负极性。
2. 连接示波器：将示波器的探头分别连接到电阻上和电容的两端，用于测量电路中的电压和电流信号。
3. 设置信号发生器：将信号发生器的输出端连接到电路的输入端，调节信号发生器的频率范围和输出幅度。
4. 调节频率：开始时将信号发生器的频率调至较低的值，逐渐增加频率，记录下电压和电流的数值。
5. 测量电压和电流：通过示波器测量电路中的电压和电流信号，并记录下其数值。
6. 绘制频率响应曲线：根据测量的数据，绘制RLC串联谐振电路的频率响应曲线，横轴为频率，纵轴为电压和电流的幅值。
实验结果：根据实验数据，我们得到了RLC串联谐振电路的频率响应曲线。
在特定频率下，电路中的电压和电流幅值达到最大值，呈现出谐振现象。
此时，电路中的电感、电阻和电容元件之间的能量转换达到最大效率。
讨论与分析：通过实验数据和频率响应曲线的绘制，我们可以进一步分析RLC串联谐振电路的特性和工作原理。
在谐振频率附近，电路中的电感和电容元件形成了一个能量存储和释放的闭环，能量在元件之间来回转换，使得电路中的电流和电压呈现出特殊的相位关系。
这种现象在通信系统中有着重要的应用，例如调谐电路、滤波器和天线。
RLC串联谐振电路的实验报告
RLC串联谐振电路的实验研究一、摘要：从RLC 串联谐振电路的方程分析出发，推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗，并且基于Multisim仿真软件创建RLC 串联谐振电路，利用其虚拟仪表和仿真分析，分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。
其结果表明了仿真与理论分析的一致性，为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。
二、关键词：RLC；串联；谐振电路；三、引言谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。
通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。
由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。
比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。
所以研究串联谐振有重要的意义。
在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况，即频率特性。
Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用，其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法，同时也缩短了产品的研发时间。
四、正文（1）实验目的：1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。
2.掌握谐振频率的测量方法。
3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。
4.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。
(2)实验原理：RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。
该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。
rlc串联谐振电路的研究实验报告
rlc串联谐振电路的研究实验报告
1. 实验目的：研究RLC串联谐振电路的特性和性能。
2. 实验原理：RLC串联谐振电路由电感L、电容C和电阻R组成，当电路中的电感、电容和电阻满足一定条件时，电路会发生谐振，此时电路中的电流和电压呈谐振状态。
谐振频率f0与电感L和电容C的数值有关，可以通过以下公式计算：f0=1/(2π√LC)。
3. 实验步骤：
（1）搭建RLC串联谐振电路，连接好电源和示波器。
（2）调节电源电压，使电路中的电流和电压稳定在谐振状态。
（3）测量电路中的电流和电压，并记录下来。
（4）改变电容或电感的数值，再次测量电路中的电流和电压，比较不同参数下电路的谐振频率和特性。
4. 实验结果：根据实验数据，可以计算出电路的谐振频率和品质因数Q，比较不同参数下电路的性能差异。
5. 实验分析：通过实验可以发现，电路中的电感、电容和电阻对电路的谐振特性有很大的影响，合理选择电感和电容的数值可以使电路的谐振频率和品质因数达到最佳状态。
6. 实验结论：RLC串联谐振电路是一种重要的电路结构，可以用于频率选择和滤波等应用中，通过合理选择电感和电容的数值，可以使电路的性能达到最优状态。
RLC电路谐振特性的研究 实验报告
课程名称：大学物理实验（二）
实验名称：RLC电路谐振特性的研究
图2.2 电流和电源的频率的关系曲线
有一极大值，此时的圆频率称为谐振圆频率
ω0=1
（2.3）
√LC
相等，且相位相反
图3.1 DH4503型RLC电路实验仪实物图
图4.1 RLC串联谐振曲线测量电路图4.2串联谐振电路的带宽测定共振频率和共振时的UR、 UC和UL
注意：需要将R和C(L)的位置互换以保证共地
图4.3 串联谐振特性测量电路
将电感、电容调到合适的值，参考值为：L=100mH ，C=4.4×10−8
从电源负极连线接到电阻，电阻连接到电容，电容连接到电感，电感连接回电源正极。
rlc谐振电路研究实验报告
rlc谐振电路研究实验报告rlc谐振电路研究实验报告引言：在电路学中，谐振电路是一种重要的电路结构，常被应用于通信、无线电、音频等领域。
本实验旨在通过对rlc谐振电路的研究，深入了解其特性和应用。
一、实验目的通过实验研究，掌握rlc谐振电路的基本原理和特性，进一步理解电路中的振荡现象，并探索其在实际应用中的价值。
二、实验器材本次实验所需器材包括：电源、电感、电容、电阻、示波器等。
三、实验步骤1. 搭建rlc谐振电路：依据电路图，搭建rlc谐振电路，注意连接正确，确保电路通畅。
2. 设置电源：将电源的电压调整至适当的数值，以保证电路正常工作。
3. 测量电感和电容的数值：使用万用表等仪器，测量电感和电容的实际数值，并记录下来。
4. 测量电阻的数值：同样使用万用表等仪器，测量电阻的实际数值，并记录下来。
5. 接通电源：将电源接通，观察电路中的振荡现象，并记录下示波器的波形。
6. 测量电路中的电压和电流：使用示波器等仪器，测量电路中的电压和电流数值，并记录下来。
7. 改变电容或电感的数值：通过更换不同数值的电容或电感，观察电路中的变化，并记录下来。
8. 分析实验结果：根据实验数据和观察结果，分析rlc谐振电路的特性和变化规律。
四、实验结果与分析通过实验测量和观察，我们得到了一系列数据和波形图。
根据这些数据和图像，我们可以得出以下结论：1. 当电容和电感的数值满足一定条件时，rlc谐振电路会发生振荡现象。
2. 在谐振频率下，电压和电流的幅值达到最大值，电路呈现出共振现象。
3. 电容和电感的数值对谐振频率有一定的影响，数值越大，谐振频率越低。
4. 电阻的存在会导致谐振峰降低，使谐振带宽变大。
五、实验应用rlc谐振电路在实际应用中有着广泛的用途，下面列举几个常见的应用领域：1. 通信领域：在无线电通信中，rlc谐振电路被用于选择性放大和滤波，以提高通信质量。
2. 音频领域：在音响系统中，rlc谐振电路被用于音频信号的放大和频率调节，以达到更好的音质效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大学物理实验设计性实验
实验报告
实验题目:RLC串联电路谐振
特性的研究
班级：
姓名：学号：
指导教师：
一．目的
1．研究LRC 串联电路的幅频特性;
2．通过实验认识LRC 串联电路的谐振特性. 二．仪器及用具
DH4503RLC 电路实验仪 电阻箱 数字储存示波器 导线
三．实验原理
LRC 串联电路如图3.12-1所示.若交流电源U S 的电压为U ,角频率为ω,各元件的阻抗分别为
则串联电路的总阻抗为
串联电路的电流为
式中电流有效值为
电流与电压间的位相差为
它是频率的函数,随频率的变化关系如图3.12-2所示.
电路中各元件电压有效值分别为
C j Z L j Z R Z C L R ωω1===)
112.3()
1
(--+=C L j R Z ωω)
212.3()1(-=-+==••ϕ
ωωj Ie C L j R Z I U
U )
312.3()
1(22--+==C L R U Z U I ωω)
412.3(1arctan --
=R
C L ωωϕ)
512.3()1(22
--+=
=C
L R R RI U R ωω)
612.3()
1(2
2--+==U C L R L
LI U L
ωωωω)
712.3()1(1
1
2
2--
+==
U C
L R C I C
U C ωωωω
图3.12-1
/π-/π图3.12-2
(3.12-5)和(3.12-6),(3.12-7) 式可知,U R ,U L 和U C 随频率变化关系如图3.12-3所示.
(3.12-5),(3.12-6)和(3.12-7)式反映元件R 、L 和C 的幅频特性,当
时,ϕ=0,即电流与电压同位相,这种情况称为串联谐振,此时的角频率称为谐振角频率,并以ω0表示,则有
从图3.12-2和图3.12-3可见,当发生谐振时,U R 和I 有极大值,而U L 和U C 的极大值都不出现在谐振点,它们极大值U LM 和U CM 对应的角频率分别为
0(3.1211)C ωω=
=-
式中Q 为谐振回路的品质因数.如果满足2
1>
Q ,可得相应的极大值分别为
电流随频率变化的曲线即电流频率响应曲线（如图3.12-5所示）也称谐振曲线.为了分析电路的频率特性.将(3.12-3)式作如下变换
)
912.3(10-=LC
ω)1012.3(21
11
2202
2
2--=-=ωωQ C R LC L )1312.3(4111
422
2
2LM --
=
-=
Q QL Q U Q U )
1412.3(41
12
CM --
=
Q QU
U 2
2)
1()I(C
L R U
ωωω-+=)
812.3(1-=L C
ωω
(a) 图3.12-3
从而得到
此式表明,电流比I /I 0由频率比ω/ω0及品质因数Q 决定.谐振时ω/ω0,I /I 0=1,而在失谐时ω/ω0≠1, I /I 0<1.由图3.12-5(b )可见,在L 、C 一定的情况下,R 越小,串联电路的Q 值越大,谐振曲线就越尖锐.Q 值较高时, ω稍偏离ω0.电抗就有很大增加,阻抗也随之很快增加,因而使电流从谐振时的最大值急剧地下降,所以Q 值越高,曲线越尖锐,称电路的选择性越好.
为了定量地衡量电路的选择性,通常取曲线上两半功率点(
即在
2
10=I I 处)间的频率宽度为“通频带宽度”,简称带宽如图
3.12-5所示,用来表明电路的频率选择性的优劣.
由(3.12-17)式可知,当
2
1
0=I I 时,
Q 100±=-ωωωω,若令
解(3.12-18)和(3.12-19)式,得
200002
)(C
L R U ωωωωωω-+=
200
22)( ωωωωρ-+=
R U
2002)(1ωωωω-+=Q R U
20020
)(1 ωωωω-+=Q I 20020)
(Q 11ω
ωωω-+=I I )1812.3(11001--=-Q ωωωω)
1912.3(12002-=-Q
ωωωω(a) （b ）
图3.12-5
所以带宽为 可见,Q 值越大,带宽∆ω越小,谐振曲线越尖锐,电路的频率选择性就好.
四．实验内容与步骤 1．计算电路参数
(1)根据自己选定的电感L 值,用(3.12-9)式计算谐振频率f 0=2kHz 时,RLC 串联电路的电容C 的值,然后根据(3.12-12)式计算品质因数Q =2和Q =5时电阻R 的值.
2．实验步骤
（1）按照实验电路如图3.12-6连接电路,r 为电感线
圈的直流电阻,
C 为电容箱,R 为电阻箱,U S 为音频信号发生器.
(2)Q=5,调节好相应的R ， 将数字储存示波器接在电阻R 两端，调节信号发生器的频率，由低逐渐变高（注意要维持信号发生器的输出幅度不变），读出示波器电压值，并记录。
（3）把示波器接在电感两端重复步骤（2），读出UL 的值。
（4）把示波器接在电容两端重复步骤（2）读出UC 的值，将数据记入表中 （5）使得Q=2，重复步骤(2)(3)(4)
(6)同一坐标纸上画出Q=5时3条谐振曲线R U —f 和C U —f .L U —f 图并分析
（7）一坐标纸上分别画出在Q=5，Q=2的I —f 图比较并分析（I 由
R
U R
得出）
五．实验数据记录与分析
电压单位：V 电流单位:A
表1
)2012.3(2)21(10
20
1--+=Q
Q ωωω)
2112.3(2)21(10202-++=Q Q ωωω)
2212.3(012-=-=∆Q
ω
ωωω图3.12-6 U
I(mA) 0.01320 0.0129485 0.011928 0.007071 0.005390 0.003091 0.0022
0.001753 0.0012575
19
()
V V 5.026 5.004 4.722 3.315 2.540 1.751 1.464 1.322 1.186
l
()
V V 4.929 4.764 4.284 2.528 1.626 0.778 0.4783 0.3306 0.1897 C
Q=2f(kHz) 0.1 0.5 0.8 1.2 1.5 1.8 1.95 2.0 V R(V) 0.02504 0.132107 0.2315 0.4242 0.6504 0,921 0.995 1.00
I(mA) 0.00013290.00070090.0012280.0022500.0034500.0048860.0052780.005305 f(kHz) 2.05 2.1 2.3 2.5 ⁿ3.0 3.5 4.0 5.0 V R(V) 0.9952 0.9802 0.8724 0.7435 0.5146 0.4742 0.31626 0.23095
0.002730 0.002115 0.0016778 0.0012255
I(mA)0.0052798 0.0052076 0.004628 0.003944
6
由以上数据可作
图1
图 2
图3 由图1,2,3,有以下结论
1. R U 和C U .L U 与f 均呈类似抛物线变化，但是其最大电压出对应的f 不同，对于R U —f 图，只有对应的最大电压处f= f 0
2．谐振时ϕ=0,电流与电源电压同位相,此时电路阻抗 R X X R Z C L =-+=
22)(
其中LC 串联部分相当于短路.故谐振时电路呈电阻性,阻抗最小.因此,电源电压一定时,谐振电流最大
0U I I R
==
3．谐振时电感上电压（感抗电压）000LI U L ω=与电容上的电压（容抗电压）
C
I U C 00
0ω=
,大小相等,方向相反(如图3.12-4所示),二者互相抵消,这时电源上的全部电压都降落在电阻上,即
而感抗电压及容抗电压均为电源电压的Q 倍,即
0O L C U U QU
==
均略小于U LM 和U CM .
R I U U R 0==
图4
图5
4．由图4,5，可以看出：Q值越大,谐振曲线越尖锐,电路的频率选择性就好.
六．注意的问题
1．由于信号发生器的输出电压随频率而变化，所以在测量时每改变一次频率，均要调节输出电压,本实验要求在整个测量过程中输出电压保持1.0伏.
2．测量时,在谐振点附近频率要密一些,以保证曲线的光滑.
七.误差分析
1.虽然已经尽量避免，测量时不可能达到输出电压一直保持不变，从而造成误差
2．示波器读数不稳定，造成误差。