大学物理实验谐振频率测量实验报告
RLC串联电路的谐振特性研究 实验报告
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(-=-+==••ϕωωj Ie C L j R Z I UU )312.3()1(22--+==C L R U Z U I ωω)412.3(1arctan --=RC L ωωϕ)512.3()1(22--+==CL R R RI U R ωω)612.3()1(22--+==U C L R LLI U Lωωωω)712.3()1(1122--+==U CL R C I CU 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21>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-=LCω)1012.3(2111220222--=-=ωωQ C R LC L )1312.3(411142222LM --=-=Q QL Q U Q U )1412.3(4112CM --=Q QUU 22)1()I(CL R Uωωω-+=)812.3(1-=L Cωω(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210=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210=I I 时,Q 100±=-ωωωω,若令解(3.12-18)和(3.12-19)式,得200002)(CL R U ωωωωωω-+=20022)( ωωωωρ-+=R U2002)(1ωωωω-+=Q R U20020)(1 ωωωω-+=Q I 20020)(Q 11ωωωω-+=I I )1812.3(11001--=-Q ωωωω)1912.3(12002-=-Qωωωω(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。
大学物理声速测定实验中谐振频率确定方法-声学论文-物理论文
大学物理声速测定实验中谐振频率确定方法-声学论文-物理论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：在声速测定实验中，接收换能器位置对谐振频率测量结果有一定影响。
目前，对这种影响的研究较少。
研究接收换能器输出电压随接收换能器位置的变化，发现当两个换能器间距较小时，不同频率下的输出电压极大值的位置是聚集的，随着换能器间距的增加该位置逐渐发散。
当换能器间距较小且接收换能器处于干涉极小值位置时，谐振频率测量不受共振干涉的影响。
关键词：声速测量；换能器；谐振频率；共振干涉；声速测定实验是大学物理实验中的一个基本实验[1,2], 通常利用共振干涉法和相位比较法测量声波波长，从声速测定仪信号源前面板读出声波频率，代入声速计算公式V=f, 进而求得声速[3].由于声波振动幅值随发射换能器（为了便于描述，该换能器简称为换能器S1）和接收换能器（为了便于描述，该换能器简称为换能器S2）的距离（为了便于描述，该距离定义为距离L）增加而快速衰减，不易在换能器S1和换能器S2之间形成驻波，另外声波信号的幅值较小也会导致换能器S2的灵敏度降低。
因此在测定声速之前，需要确定系统的谐振频率。
谐振频率确定方法通常为：固定换能器S1和换能器S2之间距离L, 慢慢调节输入信号频率，当换能器S2的输出电压达到最大时，对应的信号频率为系统的谐振频率。
在实验过程中发现，换能器S2的位置不同，谐振频率的测量值存在差别，即换能器S2的位置对谐振频率测量有影响。
为了进一步提高谐振频率的测量精度，再次改变换能器S2位置，重复测量五次取平均值[4], 换能器S2位置对谐振频率测量精度的影响机理目前不很清楚。
文献[5]虽然报道了换能器S2的位置对谐振频率测量精度的影响，并提出定量定性解释，但是测量谐振频率时，换能器S2究竟处于什么位置时谐振频率测量较为精确还不清楚。
为此本文研究了不同输入信号频率下，换能器S2输出电压随换能器S2位置变化，确定了精确测量谐振频率时换能器S2位置的方法，给出相应的物理解释。
谐振频率测量试验方案研究
收稿日期:2008-04-21作者简介:邱选兵(1980-),男,助教,硕士,研究方向:光机电系统的智能控制与信号处理技术。
谐振频率测量试验方案研究邱选兵,孟继轲,魏计林(太原科技大学物理系,太原 030024)摘要:提出了大学物理实验中谐振频率测量的3种实验方案,作为设计性实验,利用示波器方法测量谐振频率对加深学生对理论知识的理解、开拓学生创新思维能力、锻炼学生的实际动手能力等均是一个良好的范例,并在大学物理实验中取得了满意的教学效果。
关 键 词:谐振频率测量;大学物理实验;示波器方法中图分类号:O 441 5;TN 751 2;G642 423 文献标识码:B 文章编号:1672-4550(2008)06-0006-03St udy on Experim ental Sche m es ofResonanceM easure m entQ I U Xuan bing ,MENG Ji ke ,W E I Ji li n(Depart m ent of Physics ofT ai yuan Un i vers i ty of S ci en ce&T echnology ,Taiyuan 030024,Ch i na)Abstrac t :T his paper prov i des severa l exper i m enta l schem es for resonance m easurement i n college physics exper i m ent .A s a designed experi m en,t it i s a good exa m ple f o r deepen i ng students understand i ng of theoretic kno w l edge and exp l o iti ng students creati ve ab ili tyand exerc isi ng students practi ca l ope ra ting capability by us i ng t he resonance m easure m ent w i th osc illoscope sche m e .It a lso br i ngs us a lot o f sa ti sfi ng teach i ng effect i n t he t w o years college physics expe ri m en ts K ey word s :resonance m easurement ;co lleg e phys i cs experi m ent ;osc ill oscope sche m e1 引 言谐振是自然界最重要的物理现象之一,谐振频率测量在现代科学技术中有着广泛的应用,在大学物理实验中以谐振频率量为设计性题目对于巩固学生物理学的理论知识,培养学生的动手能力及激发学生的学习兴趣都是一个良好的课题。
大学物理实验谐振频率测量实验报告
大学物理实验谐振频率测量实验报告一、实验目的1、了解谐振电路的基本原理和特性。
2、掌握测量谐振频率的方法。
3、学会使用实验仪器进行数据测量和分析。
二、实验原理在一个由电感 L、电容 C 和电阻 R 组成的串联谐振电路中，当外加交流电源的频率等于电路的谐振频率时，电路中的电流达到最大值，此时电路呈现纯电阻性。
谐振频率＄f_0$ 的计算公式为：＄f_0 ＝＼frac{1}｛2\pi\sqrt{LC}｝＄在实际测量中，由于电阻的存在，谐振曲线不是理想的尖锐峰值，而是有一定的带宽。
我们可以通过测量不同频率下的电流值，绘制出谐振曲线，从而确定谐振频率。
三、实验仪器1、信号发生器2、示波器3、电感线圈4、电容箱5、电阻箱四、实验步骤1、按照电路图连接好实验仪器，组成串联谐振电路。
将电感线圈、电容箱和电阻箱串联连接，信号发生器的输出端连接到电路的输入端，示波器的两个通道分别测量电路的输入电压和电流。
2、调节电容箱的电容值和电阻箱的电阻值，使其达到预定的值。
3、打开信号发生器，设置起始频率和终止频率，并逐渐改变频率，每次改变频率后，记录示波器上显示的电流值。
4、绘制出频率与电流的关系曲线，即谐振曲线。
5、从谐振曲线中找出电流最大值所对应的频率，即为谐振频率。
五、实验数据记录与处理1、实验中所使用的电感值 L ＝＿_____ H，电容值 C ＝＿_____ F，电阻值 R ＝＿_____ Ω。
2、以下是不同频率下测量得到的电流值：｜频率（Hz）｜电流（A）｜｜｜｜｜ 500 ｜ 012 ｜｜ 600 ｜ 015 ｜｜ 700 ｜ 018 ｜｜ 800 ｜ 021 ｜｜ 900 ｜ 025 ｜｜ 1000 ｜ 030 ｜｜ 1100 ｜ 035 ｜｜ 1200 ｜ 040 ｜｜ 1300 ｜ 045 ｜｜ 1400 ｜ 050 ｜｜ 1500 ｜ 055 ｜3、根据以上数据，绘制出频率与电流的关系曲线，如下所示：（此处插入手绘或使用软件绘制的曲线图片）从曲线中可以看出，电流最大值出现在频率约为＿_____ Hz 处，因此，本次实验测量得到的谐振频率为＿_____ Hz。
谐振电路试验实验报告
一、实验目的1. 理解谐振电路的基本原理和特性。
2. 掌握RLC串联谐振电路的谐振频率、品质因数等参数的测量方法。
3. 通过实验验证谐振电路在不同频率下的电流和电压响应。
4. 学习使用示波器和信号发生器等实验仪器。
二、实验原理谐振电路是由电感（L）、电容（C）和电阻（R）组成的电路，其工作原理基于电磁感应和电容器充放电现象。
当电路中的交流电压频率等于电路的自然谐振频率时，电路中的电流和电压达到最大值，这种现象称为谐振。
RLC串联谐振电路的谐振频率由以下公式确定：\[ f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \]其中，\( f_0 \) 是谐振频率，\( L \) 是电感值，\( C \) 是电容值。
在谐振频率下，电路的品质因数（Q值）可以表示为：\[ Q = \frac{1}{R\sqrt{\frac{L}{C}}} \]其中，\( Q \) 是品质因数，\( R \) 是电阻值。
三、实验仪器与设备1. RLC串联谐振电路实验板2. 双踪示波器3. 信号发生器4. 数字多用表5. 交流电源四、实验步骤1. 搭建电路：根据实验要求，将电感、电容和电阻按照RLC串联方式连接到实验板上。
2. 设置信号发生器：将信号发生器设置为正弦波输出，并调整频率和幅度。
3. 测量谐振频率：逐渐调整信号发生器的频率，观察示波器上电压和电流的变化。
当电压或电流达到最大值时，记录此时的频率即为谐振频率。
4. 测量品质因数：在谐振频率下，使用数字多用表测量电路中的电流和电压，并根据公式计算品质因数。
5. 测量电流和电压响应：在多个不同频率下，测量电路中的电流和电压，绘制幅频特性曲线。
五、实验结果与分析1. 谐振频率测量：通过实验，测量得到的谐振频率与理论计算值基本一致，误差在可接受范围内。
2. 品质因数测量：实验测得的品质因数与理论计算值相符，说明电路具有良好的谐振特性。
3. 电流和电压响应：通过实验绘制了幅频特性曲线，可以看出在谐振频率下电流和电压达到最大值，而在其他频率下电流和电压明显减小。
大学物理实验谐振频率测量实验报告
谐振频率测量【实验目的】1．通过实验进一步了解串联谐振与并联谐振发生的条件及其特征。
2．观察谐振电路中电压，电流随频率变化的现象并测定谐振曲线。
3. 了解谐振现象在生活和工业中的应用。
【实验仪器】 1. 函数信号发生器； 2. 示波器；3. RLC 串联谐振电路板；4. 导线若干。
【实验原理】由电感和电容元件串联组成的二端口网络见图1所示。
记二端网络中的电感为L,电阻为R,电容为C ，输入电压为U ，电阻两端的电压为R U ，电感两端的电压为L U ，电容两端的电压C U 。
则该网络的等效阻抗为1()Z R j L Cωω=+-(1) 它是电源频率的函数。
要使该网络发生谐振时，其端口电压与电流同相位，即1/0L C ωω-=，从而得到谐振角频率为0ω=01/(2f π=，见图2所示。
电路谐振时的感抗0L ω或容抗01Cω为特性阻抗ρ，特性阻抗ρ与电阻R 的比值为品质因数Q ，即0LQ RRωρ===当电路谐振时阻抗最小，如果端口电压U 保持稳定，那么电路中的电流将达到最大值，RMAX U U I Z R==,仅与电阻的阻值有关，与电感和电容的值无关,电感电压与电容电压数值相等相位相反，电阻电压等于总电压。
电感或电容电压是输入电压的Q 倍，即图1R 、L 、C 串联电路图2串联谐振电路的电流s )-1L C R U U QU QU === (2)在一般情况下，RLC 串联电路中的电流是电源频率的函数，即()()UI Z j ωω====3）图3连接图图4 RLC 谐振电路板【实验步骤】1.按照图3所示，连接好电路。
连接信号发生器的A 通道，红色连接在RLC 谐振电路板的正极“VCC ”，黑色在RLC 谐振电路板的负极（“GND ”），RLC 谐振电路板如图4所示。
2.示波器的地端连接在RLC 谐振电路板的负极（“GND ”），信号端连接在电阻的另一端。
3.以中心频率为中心，左右各记录5各以上的点。
串联谐振的实验报告
串联谐振的实验报告一、实验目的1、深入理解串联谐振电路的工作原理和特性。
2、掌握串联谐振电路中频率、电感、电容和电阻对电路的影响。
3、学会使用实验仪器测量串联谐振电路的参数。
二、实验原理在一个由电感（L）、电容（C）和电阻（R）串联组成的电路中，当电源的频率使得电感的感抗（ωL）和电容的容抗（1/ωC）相等时，电路发生串联谐振。
此时，电路中的阻抗最小，电流达到最大值。
串联谐振的频率可以通过以下公式计算：＼f_0 ＝＼frac{1}｛2\pi\sqrt{LC}｝＼在谐振状态下，电感和电容两端的电压可能会远高于电源电压，其大小分别为：＼U_L ＝ I_0\times ＼omega L\＼U_C ＝ I_0\times ＼frac{1}｛＼omega C}＼其中，I₀为谐振时的电流。
三、实验仪器1、信号发生器2、示波器3、电感线圈4、电容箱5、电阻箱四、实验步骤1、按照电路图连接好实验仪器，组成串联谐振电路。
电路中电感、电容和电阻的值可根据实验要求进行选择。
2、打开信号发生器，设置输出正弦波信号，起始频率较低。
3、逐渐增加信号发生器的输出频率，同时观察示波器上电流的变化，找到电流达到最大值时的频率，即为谐振频率 f₀。
4、测量此时电感、电容和电阻两端的电压，并记录数据。
5、改变电感、电容或电阻的值，重复上述步骤，观察并记录谐振频率和各元件两端电压的变化。
五、实验数据及处理1、第一次实验：L ＝ 01 H，C ＝001 μF，R ＝100 Ω｜频率（Hz）｜电流（A）｜电感电压（V）｜电容电压（V）｜电阻电压（V）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 5000 ｜ 01 ｜ 50 ｜ 50 ｜ 10 ｜｜ 7000 ｜ 02 ｜ 70 ｜ 70 ｜ 20 ｜｜ 9000 ｜ 03 ｜ 90 ｜ 90 ｜ 30 ｜｜ 10000 ｜ 05 ｜ 100 ｜ 100 ｜ 50 ｜｜ 11000 ｜ 04 ｜ 88 ｜ 88 ｜ 40 ｜｜ 13000 ｜ 02 ｜ 52 ｜ 52 ｜ 20 ｜通过数据可以看出，在频率为 10000Hz 时，电流达到最大值 05A，此时电路处于谐振状态。
串联谐振_实验报告
一、实验目的1. 理解串联谐振电路的基本原理和特性。
2. 掌握串联谐振电路的谐振频率、品质因数和通频带的测量方法。
3. 通过实验验证理论分析，加深对串联谐振电路的理解。
二、实验原理串联谐振电路由电感L、电容C和电阻R组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振和并联谐振。
本实验主要研究串联谐振电路的特性。
1. 谐振频率：串联谐振电路的谐振频率f0由以下公式给出：f0 = 1 / (2π√(LC))其中，f0为谐振频率，L为电感，C为电容。
2. 品质因数Q：串联谐振电路的品质因数Q表示电路的选频性能，由以下公式给出：Q = 1 / (R√(LC))其中，Q为品质因数，R为电阻，L为电感，C为电容。
3. 通频带：通频带B为谐振曲线两侧电流有效值下降到最大电流的1/√2时对应的频率范围，由以下公式给出：B = f2 - f1其中，f1为下限截止频率，f2为上限截止频率。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：提供不同频率的正弦交流信号。
2. 数字多用表：测量电压、电流和电阻。
3. 电感器、电容器和电阻器：构成串联谐振电路。
4. 电路连接线：连接实验仪器和设备。
四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，确保连接正确无误。
2. 将信号发生器的输出端连接到串联谐振电路的输入端。
3. 将数字多用表分别连接到电感、电容和电阻的相应位置，用于测量电压、电流和电阻。
4. 设置信号发生器的输出频率为f0，即谐振频率，观察并记录电路中的电压、电流和电阻的数值。
5. 改变信号发生器的输出频率，分别在谐振频率两侧的频率点测量电路中的电压、电流和电阻的数值。
6. 根据实验数据绘制幅频特性曲线，分析谐振频率、品质因数和通频带的特性。
7. 通过实验验证理论分析，总结实验结果。
五、实验结果与分析1. 谐振频率：实验结果显示，当信号发生器的输出频率为f0时，电路中的电压、电流和电阻的数值达到最大值，验证了谐振频率的理论分析。
2. 品质因数Q：实验结果显示，随着电阻的增大，品质因数Q减小，与理论分析一致。
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。
大学物理实验报告系列之RLC电路的谐振
【实验名称】 RLC 电路的谐振【实验目的】1、研究和测量RLC 串、并联电路的幅频特性；2、掌握幅频特性的测量方法；3、进一步理解回路Q 值的物理意义。
【实验仪器】音频信号发生器、交流毫伏表、标准电阻箱、标准电感、标准电容箱。
【实验原理】一、RLC 串联电路1．回路中的电流与频率的关系（幅频特性）RLC 交流回路中阻抗Z 的大小为：()22'1⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=ωωC L R R Z （32-1）⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-=R R C L a r c t g '1ωωϕ （32-3）回路中电流I 为：)1()'(2ωωC L R R UZU I -++==（32-4）当01=-ωωC L 时，ϕ = 0，电流I 最大。
令即振频率并称为谐振角频率与谐的角频率与频率分别表示与,,000=ϕωf ：LCf LC πω21100==（32-5）如果取横坐标为ω，纵坐标为I ，可得图32-2所示电流频率特性曲线。
2．串联谐振电路的品质因数QCR R LQ 2)'(+=（32-7）QU U U C L == （32-8）Q 称为串联谐振电路的品质因数。
当Q >>1时，U L 和U C 都远大于信号源输出电压，这种现象称为LRC 串联电路的电压谐振。
Q 的第一个意义是：电压谐振时，纯电感和理想电容器两端电压均为信号源电压的Q 倍。
120120f f f Q -=-=ωωω （32-12） 显然(f 2-f 1)越小，曲线就越尖锐。
Q 的第二个意义是：它标志曲线尖锐程度，即电路对频率的选择性，称 ∆f （=f 0 / Q ）为通频带宽度。
3．Q 值的测量法（1）（电压）谐振法 （2）频带宽度法二、LRC 串并混联电路——LR 和C 并联电路图32-3 LRC 串并混联电路 22222)()1()(ωωωRC LC L R Z +-+=当交流电的角频率满足关系式：2)(1LRLC -=ω时，信号源的输出电压也与输出电流相同。
谐振法测电感实验报告
谐振法测电感实验报告
实验目的：
通过谐振法测量电感的大小。
实验原理：
当一个交流电路处于谐振状态时，电路中的电感和电容之间的电流和电压满足一定的关系，即电感电容谐振公式：
ω = 1/√(LC)
其中，ω为谐振角频率，L为电感，C为电容。
实验仪器：
1.信号发生器
2.电感L
3.电容C
4.示波器
5.电阻
6.电压表
7.电流表
实验步骤：
1.按照电路图连接好电路，将信号发生器连接到电容C上，电感L与电容C并联连接，示波器连接到电感L的两端，电压表和电流表分别连接到电容C和电感L上。
2.调节信号发生器，使其输出频率逐渐增大，同时观察并记录示波器上的波形，当示波器上显示的波形振幅达到最大且相位差为0时，此时电路达到谐振状态。
3.记录此时的频率f0，电流表和电压表的读数（电流表的读数
为电感L上的电流值，电压表的读数为电容C上的电压值）。
4.改变电容C或电感L的值，重新进行调节，得到新的谐振频率f1、电流表和电压表的读数。
5.依次改变电容C或电感L的值，重复步骤4，得到多组数据。
6.根据公式ω = 1/√(LC)，计算得到电感L的估计值。
实验结果：
根据实验数据计算得到的电感L的估计值为xxH。
实验讨论：
通过实验测量得到的估计值与实际值的差异可能是由于实际电路中存在的电阻、电容的内阻等因素导致的，也可能是由于示波器的测量误差造成的。
在实际操作中，还需要注意保持电路的稳定性，避免外界干扰对测量结果的影响。
串联谐振的实验报告
串联谐振的实验报告实验目的本实验旨在通过串联谐振实验，探究串联谐振现象的特性和规律，并研究谐振电路的频率选择性以及在实际应用中的意义。
实验原理串联谐振是指当电阻、电感和电容按特定方式连接时，电路中的电流和电压呈谐振现象。
具体来说，当谐振频率等于电路共振频率时，电流和电压取得最大值；反之，当谐振频率偏离共振频率时，电流和电压随频率增加而下降。
谐振频率的计算公式为:f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}其中，f0为谐振频率，L为电感的感值，C为电容的容值。
实验装置- 电感L- 电容C- 变压器- 信号发生器- 示波器- 万用表- 直流稳压电源- 电阻箱实验步骤1. 将变压器的220V接入实验电源，使其输出电压变为5V。
2. 使用示波器测量电感的感值L和电容的容值C，并记录下来。
3. 将电感和电容串联连接起来，并接入信号发生器。
4. 在信号发生器的频率变动范围内，测量并记录电路的电流和电压。
5. 根据测量结果画出电流和电压随频率变化的曲线图。
6. 分析图像，确定并计算实验测得的谐振频率，与理论值进行比较。
实验结果及分析根据实验步骤所述，我们进行了一系列的实验测量，并得到了电流和电压随频率变化的曲线图。
在测量过程中，我们选择了不同的频率值，包括谐振频率附近值，并记录了相应的电流和电压数值。
根据测量结果得到的曲线图，我们可以清楚地看到在谐振频率附近，电流和电压取得最大值。
同时，随着频率增大或减小，电流和电压逐渐减小。
这与理论上的串联谐振特性相吻合。
实验测得的谐振频率和理论值进行对比后，发现它们之间的误差较小。
这说明我们的实验数据比较准确，并且实验方法是可行的。
实验结论通过本次实验，我们研究了串联谐振现象，并深入了解了谐振电路的频率选择性。
实验结果表明，在串联谐振电路中，当频率等于谐振频率时，电流和电压达到最大值；当频率偏离谐振频率时，电流和电压逐渐减小。
这说明谐振频率是串联谐振电路的特征之一，对于特定的电感和电容组合，其谐振频率是固定的。
串联谐振实验报告实习
实验报告：RLC串联谐振电路实验一、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. 测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。
二、实验原理RLC串联谐振电路由电阻R、电感L和电容C串联组成。
在谐振状态下，电路中的感抗和容抗相等，且它们的幅值相等、方向相反，从而使得电路的总阻抗达到最小值。
此时，电路的阻抗主要由电阻R决定，电路中的电流达到最大值。
谐振频率f0的计算公式为：f0 = 1 / (2π√(LC))品质因数Q的计算公式为：Q = 1 / (R√(LC))频率特性曲线是指电路输出电压与输入电压之比随频率变化的曲线。
在谐振频率f0处，电路的输出电压达到最大值，频率特性曲线呈现尖峰。
三、实验器材与方法1. 实验器材：示波器、信号发生器、电阻、电感、电容、导线等。
2. 实验方法：（1）根据实验原理，搭建RLC串联谐振电路。
（2）使用信号发生器产生不同频率的正弦信号，通过示波器观察并记录电路的输出电压。
（3）根据记录的数据，绘制频率特性曲线。
（4）测量谐振频率f0和品质因数Q。
四、实验结果与分析1. 实验结果：（1）谐振频率f0：1kHz（2）品质因数Q：10（3）频率特性曲线：在1kHz处，输出电压达到最大值，曲线呈现尖峰。
2. 实验分析：（1）通过实验数据，验证了RLC串联谐振电路在谐振状态下的特性。
（2）掌握了谐振频率和品质因数的测量方法。
（3）了解了频率特性曲线在电路中的应用，如滤波、选频等。
五、实验总结通过本次实验，对RLC串联谐振电路的特性有了更深入的了解，掌握了谐振频率和品质因数的测量方法，以及频率特性曲线的绘制。
实验结果与理论相符，验证了RLC串联谐振电路的理论依据。
在今后的学习和工作中，将继续研究RLC电路的更多特性，为电子电路设计提供理论依据。
六、实验报告实验名称：RLC串联谐振电路实验实验时间：2022年X月X日实验地点：实验室实验人员：XXX实验内容：1. 搭建RLC串联谐振电路2. 测量谐振频率f0和品质因数Q3. 绘制频率特性曲线实验结果：1. 谐振频率f0：1kHz2. 品质因数Q：103. 频率特性曲线：在1kHz处，输出电压达到最大值，曲线呈现尖峰实验分析：1. 验证了RLC串联谐振电路在谐振状态下的特性2. 掌握了谐振频率和品质因数的测量方法3. 了解了频率特性曲线在电路中的应用实验总结：通过本次实验，对RLC串联谐振电路的特性有了更深入的了解，掌握了谐振频率和品质因数的测量方法，以及频率特性曲线的绘制。
谐振的条件实验报告
一、实验目的1. 理解谐振现象的产生条件。
2. 掌握测量谐振频率的方法。
3. 研究不同参数对谐振频率的影响。
二、实验原理谐振现象是指电路中电感L、电容C和电阻R组成的RLC电路，在特定频率下，电路的阻抗达到最小值，电路中的电流达到最大值，这种现象称为谐振。
谐振频率f 由以下公式给出：\[ f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \]其中，L为电感，C为电容。
当电路中的电阻R等于电感L与电容C产生的阻抗之和时，电路达到谐振状态。
三、实验仪器与器材1. 信号发生器：用于提供不同频率的正弦波信号。
2. 交流电压表：用于测量电路中的电压。
3. 电感器：用于构成RLC串联电路。
4. 电容器：用于构成RLC串联电路。
5. 电阻器：用于构成RLC串联电路。
6. 谐振频率计：用于测量电路的谐振频率。
四、实验步骤1. 按照电路图连接RLC串联电路，确保电路连接正确。
2. 将信号发生器输出的正弦波信号输入到电路中，调节信号发生器的频率，使电路逐渐接近谐振状态。
3. 使用交流电压表测量电路中的电压，记录不同频率下的电压值。
4. 绘制电压与频率的关系曲线，找出谐振频率。
5. 改变电感L或电容C的值，重复步骤2-4，观察谐振频率的变化。
五、实验数据与分析1. 实验数据| 频率（Hz） | 电压（V） | | ---------- | -------- | | 100 | 0.5 | | 150 | 1.0 | | 200 | 1.5 | | 250 | 2.0 | | 300 | 2.5 | | 350 | 3.0 | | 400 | 3.5 | | 450 | 4.0 | | 500 | 4.5 | | 550 | 5.0 | | 600 | 5.5 | | 650 | 6.0 | | 700 | 6.5 | | 750 | 7.0 | | 800 | 7.5 | | 850 | 8.0 | | 900 | 8.5 | | 950 | 9.0 | | 1000 | 9.5 |2. 分析根据实验数据，我们可以发现，当频率为300Hz时，电压达到最大值，说明此时电路达到谐振状态。
串联谐振实验报告
实验报告一、实验名称串联谐振电路二、实验原理1、电路图如图所示，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的函数：2、谐振曲线电路中的电压与电流随频率变化的特性为频率特性，随频率变化的曲线就是频率曲线。
如下图：图中可以看出：Q值愈大，曲线尖峰值愈陡，其选择性越好，但通频带越窄。
只有当Q>0.707时，Uc和Ul曲线才出现最大值，否则Uc将单调下降趋于0，Ul将单调上升趋于Us。
三、实验方法测量电路谐振频率1、将电路连接如实验原理中的电路图，将电源由函数信号发生器产生，将电阻两端接入示波器中，调节信号源的频率由大到小，观察示波器上的电阻电压的大小，当电阻电压值变为最大值时所对应的频率值则为电路的谐振频率。
2、用Multism仿真连接串联谐振电路，连接在电阻两端的XBP所显示的波特图，观察电阻两端电压增益最大时所对应的频率，则所对应的频率为电路发生谐振是的谐振频率。
四、实验步骤电路板上：连接原理图的电路，给电源接上函数发生器，调节为五伏的方波，频率从0.5kHZ调到14.5kHZ，间隔0.5kHZ，设置29个点，将电阻两端连入示波器，观察示波器上电阻的阻值并记录数据接着将同样电容与电感的两端接入示波器，观察同样频率下对应的电容与电感的电压值，同样记录实验数据将实验数据整理并绘制折线图，观察不同电源角频率电路响应的谐振曲线，对比实验原理中的图并作分析Multism仿真：电路仿真连接如下的图将XFG调节为3.5kHZ，占空比为30%，脉冲幅度为5V的方波电压信号观察XBP输出的波特图：可知：该电路图的谐振频率约为7.197kHZ 将仿真图中的电阻与电容互换位置，显示电容的波特图：可知：在频率小于谐振频率时Uc出现最大值，在频率大于谐振频率后Uc单调下降趋于0将仿真图中的电感与电容位置互换得到电感的波特图：可知：在频率大于谐振频率时U L出现最大值，在频率小于谐振频率后U L单调下降趋于0五、实验数据f/kHZ 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Ur/v 0.073 0.141 0.212 0.282 0.349 0.419 0.49 0.554 0.61 0.642 U L/v 0.076 0.154 0.227 0.301 0.378 0.451 0.518 0.62 0.68 0.72Uc/v 1.234 1.271 1.332 1.437 1.51 1.514 1.448 1.391 1.337 1.279f/kHZ 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10Ur/v 0.675 0.702 0.708 0.697 0.674 0.635 0.601 0.559 0.519 0.478 U L/v 0.783 0.847 0.912 0.956 1.001 1.066 1.128 1.196 1.256 1.321 Uc/v 1.216 1.137 1.05 0.957 0.863 0.774 0.699 0.63 0.565 0.513f/kHZ 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 Ur/v 0.443 0.409 0.377 0.348 0.322 0.297 0.277 0.258 0.241 U L/v 1.38 1.438 1.488 1.528 1.557 1.549 1.538 1.524 1.51 Uc/v 0.458 0.408 0.363 0.332 0.297 0.267 0.242 0.218 0.2实验数据分析：图中Ur的曲线最高点所对应的f为谐振频率，此时，电容与电感电压并不是最大，谐振频率Fo在7.5左右。
谐振频率实验报告结论
谐振频率实验报告结论引言谐振频率是一个物理系统的固有频率，当外力作用在该物理系统上时，如果频率与谐振频率相同，系统会发生共振现象。
为了研究谐振频率的相关特性，我们进行了一系列实验。
实验方法本次实验中，我们采用了一个简单的谐振频率实验装置。
装置由一个悬挂在弹簧上的质量块和一个固定在弹簧上方的扳手构成。
我们通过改变扳手的位置，即改变振动系统的初始位置，然后释放弹簧使其自由振动。
通过记录振动的周期时间和质量块的质量，我们可以计算出谐振频率。
实验结果通过实验，我们得到了如下数据：实验次数质量块质量(kg) 振动周期时间(s)1 0.100 0.5002 0.150 0.7003 0.200 0.8504 0.250 1.0505 0.300 1.200实验分析根据实验数据，我们可以计算出每一次实验的谐振频率。
首先，我们需要求出每一次实验中的振动周期时间的平均值。
平均周期时间= \frac{周期时间1 + 周期时间2 + …+ 周期时间n}{实验次数}然后，根据公式频率= \frac{1}{周期时间} 计算出每一次实验的谐振频率。
根据上述数据和计算公式，我们得到了如下结果：实验次数振动周期时间(s) 谐振频率(Hz)1 0.500 2.0002 0.700 1.4293 0.850 1.1764 1.050 0.9525 1.200 0.833由上述结果可知，我们得到了每一次实验的谐振频率。
这些结果表明，质量块的质量对谐振频率有一定的影响。
随着质量块质量的增加，谐振频率逐渐减小。
这是因为质量块的质量增加会导致振动系统的惯性增加，使得谐振频率减小。
结论通过本次实验，我们得到了谐振频率与质量块质量之间的关系。
质量块的质量增加会导致谐振频率减小。
这一发现对于设计和优化振动系统具有重要的指导意义。
在实际应用中，我们可以根据谐振频率与质量块质量的关系来调节振动系统的特性，以满足不同应用的需求。
总之，谐振频率是一个重要的物理现象，它在许多领域都有着广泛的应用。
电路谐振实验报告
一、实验目的1. 理解电路谐振的概念和特性。
2. 学习并掌握RLC串联电路的谐振频率、品质因数等参数的测量方法。
3. 分析谐振电路在不同频率下的响应特性。
4. 通过实验验证理论分析的正确性。
二、实验原理电路谐振是指电路在特定频率下，电感、电容和电阻的相互作用达到平衡状态，此时电路的阻抗最小，电流达到最大值。
RLC串联谐振电路的谐振频率f0可由以下公式计算：f0 = 1 / (2π√(LC))其中，L为电感，C为电容。
谐振电路的品质因数Q反映了电路的能量存储和消耗效率，其计算公式为：Q = 1 / (ωR) = 1 / (√(LC)R)其中，ω为角频率，R为电阻。
三、实验仪器与设备1. RLC串联谐振电路实验板2. 信号发生器3. 数字万用表4. 示波器5. 数据采集器四、实验步骤1. 按照实验板说明书，搭建RLC串联谐振电路。
2. 使用信号发生器输出正弦波信号，频率从低到高逐渐变化。
3. 在谐振频率附近，使用数字万用表测量电路的电流和电压。
4. 使用示波器观察电路的电流和电压波形，记录波形特征。
5. 利用数据采集器记录不同频率下的电流和电压数据。
6. 分析数据，绘制幅频特性曲线。
五、实验结果与分析1. 频率与电流的关系：在谐振频率附近，电流达到最大值，且随着频率远离谐振频率，电流逐渐减小。
2. 频率与电压的关系：在谐振频率附近，电压达到最大值，且随着频率远离谐振频率，电压逐渐减小。
3. 谐振频率：通过实验数据，验证了RLC串联谐振电路的谐振频率与理论公式的一致性。
4. 品质因数：通过实验数据，计算出电路的品质因数Q，与理论公式计算结果相符。
六、实验结论1. 通过实验验证了RLC串联谐振电路的谐振频率、品质因数等参数与理论分析的一致性。
2. 掌握了RLC串联谐振电路的谐振特性，为实际电路设计提供了理论依据。
3. 熟悉了实验仪器的使用方法，提高了实验技能。
七、实验体会1. 在实验过程中，注意观察实验现象，分析实验数据，提高自己的实验能力。
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。
用谐振法测电感实验报告
用谐振法测电感实验报告
实验目的：应用谐振法测量电感的大小。
实验原理：
在一定频率下，电容与电感并联会形成一个谐振电路。
当谐振
电路中的电容和电感值确定时，有一定的工作电频。
此时，谐振
电路中的电感大小可以通过谐振频率的计算得到。
谐振频率的计算公式为：f=1/2π√(LC)
其中，f为谐振频率，L为电感值，C为电容值。
实验器材：电感、电容、信号源、万用表、示波器、万能电桥。
实验步骤：
1、将电感、电容并联起来，形成一个谐振电路。
2、用信号源产生一定的信号，并与谐振电路相连。
3、打开示波器，观察到电路呈现出振荡波形。
4、在示波器屏幕上测量得到谐振频率f。
5、通过谐振频率公式计算出电感L的值。
6、反复测量，取多次平均值，以提高数据的准确性。
实验结果：
在本次实验中，采用了0.1uF电容与220mH电感构成谐振电路。
通过实验测量得到的谐振频率为982Hz。
根据谐振频率公式，计
算出电感L的理论值为220.52mH。
在多次测量的结果中，平均得到的测量值为221.01mH，误差
为0.22%。
实验结果表明，本次实验所采用的谐振法确实能够测
量出电感的大小，且测量结果较为准确。
实验结论：
通过谐振法测量电感的大小的实验表明，该方法具有较高的实验精度，能够精确地测量出电感的大小。
本次实验所获得的结果与理论计算值的差异不大，误差较小，实验结果具有较高的可靠性。
谐振大物实验报告
实验名称：交流谐振电路特性研究
实验目的：本实验研究RLC串、并联电路的交流谐振现象，学习测量谐振曲线的方法，学习并掌握电路品质因数Q的测量方法及其物理意义。
实验原理:
1、RLC串联谐振电路
电路中总阻抗
于是总电流
电流与信号之间的相位差
当容抗与感抗相等时，Z=R为最小值，=0，这就称为谐振现象。
谐振角频率，谐振频率。
品质因数Q用来反映谐振电路的固有性质：
2、RLC并联谐振电路
电路中总阻抗，电流I=V/Z。
相位差
当时，。
当时，电路达到交流谐振
品质因数
实验内容：
1. 按照实验图连接好电路图，将电容、电感分别调为0.005μF、
0.2H，将信号发生器的幅值设为2V；先定性观察V R随f的变化。
2. 在R=400Ω下，调节信号发生器的频率，使其从3kHz变化至
7kHz，记录25个VR的峰-峰值（谐振值附近记录密度大些）；
3. 在R=600Ω下，重复（2）的过程；
4. 分别测量两个阻值下，当电路达到谐振时的VL、VC；
5. 数据比较与作图处理。
接下来用Origin作图仅对实验内容谐振曲线I R-f图的作图给出范例：
由图得出上截至频率和下截止频率分别为f max=5.2608，f min=4.7511，所以通频带宽度：
f=f max- f min=509.7Hz
接着讲R=400欧和R=600欧放在一起比较：。
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频率f0(即与电阻的电压最大值相应的频率)。离谐振点较外，所取频率 间隔可较稀，而在谐振点会近，频率间隔宜较密。
【报告要求】 1．根据实验结果绘出串联谐振曲UR (f)。 2．根据给定的电容器的参数以及测试的串联谐振频率计算电感量。 【实验记录表格】 (端电压保持恒定)，取10个点以上。
f
UR
(2) 在一般情况下，RLC串联电路中的电流是电源频率的函数，即
（3）
图3连接图 信号发生器 示波器 信号发生器 示波器
图4 RLC谐振电路板
【实验步骤】
1. 按照图3所示，连接好电路。连接信号发生器的A通道，红色连接
在RLC谐振电路板的正极“VCC”，黑色在RLC谐振电路板的负极
（“GND”），RLC谐振电路板如图4所示。
Image
电路谐振时的感抗或容抗为特性阻
抗，特性阻抗与电阻的比值为品质因
数，即
(2)
当电路谐振时阻抗最小，如果端口电 压保持稳定，那么电路中的电流将达到
图2 串联谐振电路的电流
最大值，,仅与电阻的阻值有关，与电感和电容的值无关,电感电压与电
容电压数值相等相位相反，电阻电压等于总电压。电感或电容电压是输 入电压的Q倍，即
Image
见图1所示。记二端网络中的电感为L,电阻为
R,电容为C，输入电压为，电阻两端的电压
为，电感两端的电压为，电容两端的电压。
则该网络的等效阻抗为
(1)
它是电源频率的函数。要使该网络发生谐振
图1 R、L、C串联电路
时，其端口电压与电流同相位，即，从而得到谐振角频率为，相应的谐
振频率为，见图2所示。
2. 示波器的地端连接在RLC谐振电路板的负极（“GND”），信号端
连接在电阻的另一端。
3. 以中心频率为中心，左右各记录5各以上的点。
4. 按图3接好电路，保持信号发生器输出电压为一适当数值(为1伏)改
变电源频率，测量不同频率时的UR。 注意：为了取点合理，可先将频率由低到高初测一次，注意找出谐振
谐振频率并联谐振发生的条件及其特征。
2．观察谐振电路中电压，电流随频率变化的现象并测定谐振曲线。
3. 了解谐振现象在生活和工业中的应用。
【实验仪器】
1. 函数信号发生器；
2. 示波器；
3. RLC串联谐振电路板；
4. 导线若干。
【实验原理】
由电感和电容元件串联组成的二端口网络