电工电子实验第五次课

2、测量谐振频率f ’0和电阻Rt的电压VRt0 : 调整信号源频率，根据谐振时回路电流与输 入电压同相，找出谐振频率f ’0。即：
连接示波器CH2。调整
信号源频率时一方面注 正弦波 意观察示波器显示的两
监测VS=1V
路正弦波是否同相，同
时注意保持示波器读数
VSPP=2.8V。两条件同 时满足时，信号发生器
电工电子实验（1）第五次课
串联谐振电路P68 互感和变压器参数测量P74
电工电子实验第五次课
一、串联谐振电路P68
右图是RLC串联电路的频 域表示。VS是正弦交流电压，
Rr jL
作为电源的负载阻抗
Z=R+j[ωL－1/(ωC)]，它是
角频率ω的函数。其中
L
C －j 1
Rt
C 20
R=Rt+Rr，Rr为电感的等效
Z0=R=Rt+Rr 4．回路电流最大： I0=VS/R 5．L和C上的电压： VC0=VL0=QVS 6．电路Q值： Q = ω0L/R = 1/(ω0RC)
= L / C /R= f0 / (f2－f1)
7．通频带： B = f2－f1 = f0 / Q = R / (2πL)
串联谐振电路测量
f
为谐振频率。
f1 f0 f2
➢对应 I= 0.707I0的频率称为半功率 特性曲线
点频率，分别为f1 ，f2 。半功率点
的电压与电流相位差为45°
串联谐振电路原理
➢电路串联谐振时有如下特点：
1．感抗等于容抗： XL0－XC0=0
2．谐振频率： ω0=1 / L C f0=1/(2π L C ) 3．等效阻抗最小且为纯电阻：
答：R增大：不影响fo；Q变小；B变宽； I— f串联谐振曲线变矮胖。 R减小：不影响fo；Q变大；B变窄； I—f串
联谐振曲线变瘦高。
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实验思考题
4.可以根据半功率点Vrt=0.707Vrto的结论，
用交流毫伏表测量电压的方法确定半功率 点的频率。简要叙述测试方法。 答：调节频率，保证Vs=1V，找到
已知：R的值，谐振点频率fo，两个半功率点频 率 f1， f2，
求：L和C的值。
答：由 Q=ωoL/R=1/(ωoRC)=/R=fo/(f2－f1)
得 Q值 L=QR/ω0 C=1/Qω0R 注意：ω= 2πf
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实验报告要求
实验名称； 实验目的； 实验仪表（应写明具体型号）； 实验原理及实验电路图； 实验数据：整理各项测试内容的实验数据和串联谐 振曲线，分析实验结果和误差原因； 实验小结：总结实验的情况，实验的收获和体会。
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二、互感和变压器参数测量P74 互感线圈 实 验 原 理
图2-13-1是电路图。电路中的互感线圈是个空芯 变压器。L1，L2分别是初次级的电感量。R1，R2是 对应电感的等效电阻，M 是L1，L2之间的互感。 如何判断互感线圈的好坏？ 答：方法是用万用表 测一下，有一定阻值 的是正常的。
1、测量谐振频率f0: 调整信号源频率，根据谐振时回 路电流最大，即电阻Rt上电压 VRt最大，找出谐振频率f0。即：
调整信号源频率时 一方面注意观察毫 伏表读数是否为最 大值，同时注意保 持（调信号源电压 幅度）示波器读数 VSPP=2.8V。
正弦波 监测VS=1V 测量接线图一
串联谐振电路测量
将测量接线图三改 接两根连线（如测 量接线图四中紫 线），毫伏表的读 数即为VL0 。
正弦波
监测VS=1V
测量接线图四
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串联谐振电路测量
5、测量半功率点频率 f1 和 f2 :
✓恢复测量接线图二，降低信号源频率（小于 f0 ），一方面使示波器显示的两路正弦波相位 差为45º，同时注意保持示波器读数VSPP=2.8V。 两条件同时满足时，信号发生器的频率即为f1 ， (此时毫伏表的读数应为0.707×VRt0 ) 。
Vrt=0.707Vrto的两个半功率点。
电工电子实验第五次课
实验思考题
5.用一只标准电容器，运用谐振原理设计测试 未知电感的方案。画出测试电路，简要说明测 试原理。
答：调整信号源，使电路产生谐振。当电
路谐振时有ωoL=1/(ωoC)，根据此公式可
求出L
电工电子实验第五次课
实验思考题
6.带通电路，设R、L、C均为理想元件，
电工电子实验第五次课
实验思考题
2.串联谐振时，Vrto为什么不等于Vs ?
答：理论上是相等的，但是实际上不是，原 因是电感上的绕线电阻与串联电路相比不可 忽略，绕线电阻分压了。
电工电子实验第五次课
实验思考题
3.分析电路中R 的大小对Q 值的影响。Q值的大 小对通频带B 及I—f串联谐振曲线形状的影响。
Q = f0 /(f2－f1)
电工电子实验第五次课
串联谐振电路测量
7、测量并记录表2-11-1各频率下的VRt： 接线如测量接线图二，在2kHz～ 20kHz 频率范围内从低到高依次改变频率，用毫 伏表测量并记录各频率下的VRt ，计算 I 值。 为了保证测量数据有效，每次改变信号源 频率后都需重调信号源输出电压幅度，使 示波器读数VSPP=2.8V。
✓升高信号源频率（大于f0 ），一方面使示波器 显示的两路正弦波相位差为45º，同时注意保持 示波器读数VSPP=2.8V。两条件同时满足时，信 号发生器的频率即为f 2 ，(此时毫伏表的读数 应为0.707×VRt0 )。
串联谐振电路测量
6、验证Q值： 根据教材P70表2-11-1中两个Q值的计算公 式，将前面相关实测数据代入公式计算Q 值，理论上两个Q值应相等。若误差大于 10%，应考虑前面的测量数据可能有误， 应分析出错的原因并重测数据。
的频率即为f ’0 ，毫伏 表的读数即为VRt0 。
测量接线图二
串联谐振电路测量
3、测量谐振时电容C的电压VC0:
将测量接线图二
Baidu Nhomakorabea
改接三根连线
（如测量接线图 三中绿线），毫
正弦波 监测VS=1V
伏表的读数即为
VC0 (注意：毫伏 表需换档) 。
测量接线图三
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串联谐振电路测量
4、测量谐振时电感L的电压VL0:
Vs
电阻。
RLC串联电路
电工电子实验第五次课
串联谐振电路原理
➢回路电流 I 与输入信号的频率关系曲线称为串
联谐振特性曲线，如图下图所示。
➢可见，回路电流 I 随输
I
入信号频率的改变而变
I0
R小
化。RLC串联电路谐振
0.707I0
时（ω=ω0），I 达到最
大值 I =I0，且与输入电
R大
压同相。此时的频率f0称