RLC串联谐振电路及答案
RLC串联电路谐振练习题
一、选择题1、RLC 并联电路在f 0时发生谐振，当频率增加到2f 0时，电路性质呈（ ）A 、电阻性B 、电感性C 、电容性2、处于谐振状态的RLC 串联电路，当电源频率升高时，电路将呈现出（ ）A 、电阻性B 、电感性C 、电容性3、下列说法中，（ ）是正确的。
A 、串谐时阻抗最小B 、并谐时阻抗最小C 、电路谐振时阻抗最小4、发生串联谐振的电路条件是（ ）A 、R L0ω B 、LC f 10= C 、LC 10=ω5、在RLC 串联正弦交流电路，已知XL=XC=20欧，R=20欧，总电压有效值为220V ，电感上的电压为（ ）V 。
A 、0B 、220C 、6、正弦交流电路如图所示，已知电源电压为220V ，频率f=50HZ 时，电路发生谐振。
现将电源的频率增加，电压有效值不变，这时灯泡的亮度（ ）。
A 、比原来亮B 、比原来暗C 、和原来一样亮7、正弦交流电路如图所示，已知开关S 打开时，电路发生谐振。
当把开关合上时，电路呈现（ ）。
A 、阻性B 、感性C 、容性二、计算题1、在RLC 串联电路中,已知L=100mH,R=Ω,电路在输入信号频率为400Hz 时发生谐振,求电容C 的电容量和回路的品质因数.2、 一个串联谐振电路的特性阻抗为100Ω,品质因数为100,谐振时的角频率为1000rad/s,试求R,L 和C 的值.3、一个线圈与电容串联后加1V 的正弦交流电压,当电容为100pF 时,电容两端的电压为100V 且最大,此时信号源的频率为100kHz,求线圈的品质因数和电感量。
4、已知一串联谐振电路的参数Ω=10R ，mH 13.0=L ，pF 558=C ，外加电压5=U mV 。
试求电路在谐振时的电流、品质因数及电感和电容上的电压。
5、已知串谐电路的线圈参数为“mH21=Ω=LR，”，接在角频率rad/s2500=ω的10V 电压源上，求电容C为何值时电路发生谐振求谐振电流I0、电容两端电压U C、线圈两端电压U RL及品质因数Q。
实验三 RLC串联电路的谐振
实验三 RLC 串联电路的谐振一、实验目的1. 通过对电路谐振现象的探讨，进一步理解串联谐振电路的特点。
2. 学习串联电路频率特性曲线的绘制。
3. 了解品质因数Q 对谐振曲线的影响。
二、实验原理与说明 1. RLC 串联电路电路如图2-2-26所示，在正弦电压作用下，电路的阻抗Z 为 ||)1(Z jX R CL j R Z =+=-+=ωω 当CL ωω1=时，阻抗虚部为零，ϕ为零，端口电压与电流同相，电路处于谐振状态，谐振角频率为LC10=ω 谐振频率为LCf π210=当电路参数一定时，改变电源频率而实现谐振，称为变频调谐。
2. 串联电路在谐振点的特点（1）谐振时回路总阻抗R Z =为最小，ϕ为零，回路呈电阻性。
（2）当电路电压U 一定时，串联电路电流在谐振点最大，RU I I ==0。
（3）CL 001ωω=，谐振时电感电压和电容电压大小相等、相位相反，即 .00...U jQ L j RU L j I U LO ===ωω.1..0U jQ C j IU CO -==ω 式中，CL R R U U Q LO 10===ω,称为品质函数。
（4）谐振时电阻电压R U .等于总电压U .。
3. 电流谐振曲线电路中电流与电源频率的关系称为幅频率特性，表明其关系的特性曲线称为电流谐振曲线，表达式为)1(22|)(|)(CL R R Z UI ωωωω-+==)(100220ωωωω-+=Q I式中，ω为谐振角频率，当U 为常数，L 、C 一定时，电流谐振曲线如图2-2-27所示，品质因数高的曲线陡。
4. U L 与U C 的频率特性电感电压和电容电压的频率特性如图2-2-28所示，其图形也与Q 值有关，当Q >0.707时，U L 与U C 才出现峰值，并且均在谐振点附近。
他们与角频率关系为()CL R LULI U L ωωωω122-+==()CL R U CI LU C ωωωω11122-+==三、实验任务（1) 自拟实验线路，用变频调谐方法实现谐振，测量谐振点的电压U RO (电阻电压）、U LO （电感电压）、U CO （电容电压），并将结果记入表2-2-11中。
RLC串联谐振电路及答案演示教学
RLC 串联谐振电路一、知识要求：理解RLC 串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。
二、知识提要：在RLC 串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为串联谐振。
（1）、串联谐振的条件：C L C L X X U U ==即（2）、谐振角频率与频率：由LC f LC ：C L πωωω21110===谐振频率得 （3）、谐振时的相量图：（4）、串联谐振电路的特点：①.电路阻抗最小：Z=R②、电路中电流电大：I 0=U/R③、总电压与总电流同相位，电路呈阻性④、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q 倍，。
即：U L =U C =I 0X L =I 0X C =L X RU =U R X L =QU 式中：Q 叫做电路的品质因数，其值为：CRf R L f R X R X Q C L 00212ππ====＞＞1(由于一般串联谐振电路中的R 很小，所以Q 值总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。
所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q 倍的高电压，又因为U L =U C ，所以串联谐振又叫电压谐振。
)（5）、串联谐振电路的应用：适用于信号源内阻较低的交流电路。
常被用来做选频电路。
三、例题解析：1、在RLC 串联回路中，电源电压为5mV ，试求回路谐振时的频率、谐振时元件L 和C 上的电压以及回路的品质因数。
解：RLC 串联回路的谐振频率为•UcLC f π210=谐振回路的品质因数为RL f Q 02π= 谐振时元件L 和C 上的电压为mV 5mV 5C L CL R Q U U === 2、 在RLC 串联电路中，已知L ＝100mH ，R ＝3.4Ω，电路在输入信号频率为400Hz 时发生谐振，求电容C 的电容量和回路的品质因数。
解：电容C 的电容量为F 58.14.6310141)2(120μπ≈==L f C 回路的品质因数为744.31.040028.620≈⨯⨯==R L f Q π3、已知某收音机输入回路的电感L=260μH,当电容调到100PF 时发生串联谐振，求电路的谐振频率，若要收听频率为640KHz 的电台广播，电容C 应为多大。
rlc串联谐振电路实验报告思考题答案
rlc串联谐振电路实验报告思考题答案
RLC串联谐振电路实验报告思考题答案
在本次实验中，我们学习了RLC串联谐振电路的基本原理和特性。
通过实验，
我们掌握了串联谐振电路的频率响应、幅频特性和相频特性等重要参数。
以下
是对实验中出现的一些思考题的答案：
1. 为什么在串联谐振电路中，电感、电容和电阻的串联组合能够产生谐振现象？答：在串联谐振电路中，电感、电容和电阻的串联组合能够产生谐振现象是因
为它们共同构成了一个能够在特定频率下产生共振的系统。
当电感和电容的谐
振频率与外加交流电源的频率相同时，电路中的电感和电容会发生共振，使得
电路的阻抗最小，从而产生谐振现象。
2. 在实验中，我们如何测量串联谐振电路的谐振频率和品质因数？
答：在实验中，我们可以通过改变外加交流电源的频率，观察电路中电压和电
流的变化来测量串联谐振电路的谐振频率。
谐振频率对应的电压和电流幅值最大，品质因数可以通过谐振频率和带宽的比值来计算得到。
3. 串联谐振电路的幅频特性和相频特性有什么特点？
答：串联谐振电路的幅频特性表现为在谐振频率附近有一个幅值最大的谐振峰，而在谐振频率之外，幅值会逐渐减小。
相频特性表现为在谐振频率附近有一个
相位最小的谐振谷，而在谐振频率之外，相位会逐渐增大或减小。
这些特点可
以帮助我们更好地理解串联谐振电路在不同频率下的响应特性。
通过本次实验，我们对RLC串联谐振电路的特性有了更深入的了解，并学会了
如何测量和分析串联谐振电路的频率响应。
这将为我们今后的学习和研究提供
坚实的基础。
电路基础谐振试题及答案
电路基础谐振试题及答案一、选择题1. 在RLC串联电路中，当电路发生谐振时，电路的阻抗最小，此时电路的阻抗为（）。
A. 0ΩB. ∞ΩC. RΩD. 0Ω 或∞Ω答案：C2. 电路的谐振频率可以通过以下哪个公式计算得出（）。
A. f = 1/(2π√LC)B. f = 1/(2π√L/C)C. f = 1/(2π√LC)D. f = 1/(2π√C/L)答案：C3. 在RLC串联电路中，当电路发生谐振时，电路中的电流与电压的关系是（）。
A. 电流最大，电压最小B. 电流最小，电压最大C. 电流最大，电压最大D. 电流最小，电压最小答案：C二、填空题4. 在RLC串联电路中，当电路的感抗XL等于容抗XC时，电路达到谐振状态，此时电路的频率称为谐振频率，其计算公式为f0 =1/(2π√LC)，其中L表示电感，C表示电容。
5. 电路的谐振时，电感上的电压与电容上的电压相等，但相位相反，因此它们相互抵消，导致电路的总阻抗最小，此时电路的阻抗仅由电阻R决定。
三、简答题6. 简述RLC串联电路中谐振现象的特点。
答案：在RLC串联电路中，当电路的感抗XL等于容抗XC时，电路达到谐振状态。
此时，电路的阻抗最小，电流达到最大值。
电路中的电感和电容上的电压相等且相位相反，相互抵消，电路的总阻抗仅由电阻R决定。
谐振频率可以通过公式f0 = 1/(2π√LC)计算得出。
7. 说明电路谐振时，电路的功率因数为何为1。
答案：当电路发生谐振时，电路中的电流与电压同相，即电流和电压之间的相位差为0度。
功率因数定义为电压与电流之间的相位差的余弦值，因此当相位差为0度时，功率因数为cos(0) = 1。
这意味着电路中的功率全部为有功功率，没有无功功率，电路的效率最高。
四、计算题8. 给定一个RLC串联电路，其中R=10Ω，L=100mH，C=100μF，计算该电路的谐振频率。
答案：首先，将给定的数值代入谐振频率的计算公式f0 = 1/(2π√LC)中。
RLC串联电路知识点与习题
RLC 串联电路知识点与习题一、知识点一览表：名称 RL 串联电路 RC 串联电路 RLC 串联电路生活应用日光灯、变压器、电动机阻容耦合放大器可控硅电路中的RC 移相电路电路图iuu R u cRCiuu R u L LRu cC向量图IU LU RUφIU CU R UφU U U U C －U LIU CU RUφU LU LX C >X LX L >X CIU CU R UφU LU L －U CU CIU CU R =UΦ=0U LX C =X L 阻性电路容性电路感性电路L >U C ，总电流超前总电压C >U L ，总电压超前总电流C ＝U L ，总电压与电流同相RX RX X U U U CL R C L arctanarctanarctan=-=-=ϕU 、i 相位关系总电压在相位上比电流超前，比电感电压滞后超前角：RX U ULR Larctanarctan ==ϕ总电压在相位上比电流滞后，比电容电压超前。
相位角R XU UCR Carctan arctan ==ϕ电压与电流222222)()(LL LR X R I IX IR U U U +=+=+=222222)()(CC CR X R I IX IR U U U +=+=+=222222)()()()(L C L C L C R X X R I IX IX IR U U U U -+=-+=-+=二、习题：（一）填空题：1. RL串联电路中，（）、（）和（）构成电压三角形。
(用符号表示)2. RL串联电路中，（）、（）和（）构成阻抗三角形。
(用符号表示)3. RL串联电路中，（）、（）和（）构成功率三角形。
(用符号表示)4.在多个元件组成的交流电路中，把总电压和总电流的乘积称做视在功率,用符号。
表示，视在功率的单位符号为。
5. RL串联电路中，既有耗能元件 _，又有储能元件，为了反映功率利用率，在工程上，将 _功率与 _功率的比值称做功率因数，用符号 _表示。
RLC串联电路知识点与习题
RLC串联电路知识点与习题一、知识点一览表：iuuRuL LRuc C1二、习题：（一）填空题：1. RL串联电路中，（）、（）和（）构成电压三角形。
(用符号表示)2. RL串联电路中，（）、（）和（）构成阻抗三角形。
(用符号表示)3. RL串联电路中，（）、（）和（）构成功率三角形。
(用符号表示)4.在多个元件组成的交流电路中，把总电压和总电流的乘积称做视在功率,用符号。
表示，视在功率的单位符号为。
5. RL串联电路中，既有耗能元件_，又有储能元件，为了反映功率利用率，在工程上，将_功率与_功率的比值称做功率因数，用符号_表示。
6.在RC串联电路中，阻抗三角形由_、_和_，组成,电压三角形由_、_和_组成，功率三角形由_、_和_组成。
7.在RC串联电路中，有功功率_无功功率Q＝_，视在功率_.8.在RC串联电路中，已知电阻R= 40Ω，容抗Xc =30Ω，则电路阻抗Z＝____,总电压___,电流_ _,如果电压u= 200√2sin (314 t+30°)(V),则电流I=_，电阻上的电压UR= __，电容上的电压UC=_ _，电流i=_ _ ______.9.在RLC串联电路中,已知电阻R=8Ω，感抗XL= 10Ω，容抗Xc=4Ω，则总阻抗z=_，，总电压_电流_，如果电压u= 220√2sin(314t+70°）(V),则电流i=_ A,电阻上的电压UR=_V,电感上的电压UL=_, 电容上的电压Uc=_。
10、把一个RLC串联电路接到u= 200√2sinl 000 t(V) 的交流电源上，已知R=6Ω，L=10mH,C= 500μ,则电路的总阻抗Z=_ __ Ω.电流I=_ A.电路呈_性。
11、如图所示，V1读数为3V，V2读数为4V，则V读二、选择题1.RL串联电路中,下列关系式正确的是( )。
A. Z=R+LB. Z＝R+XL C、Z2＝R2+XL2D无法判断2.在RL串联电路中，总电压与分电压的关系是()。
实验八 RLC串联电路的谐振实验
C1L ω=ωfC21πC1ωLC21πLC1LC实验八 R 、L 、C 串联电路的谐振实验一、实验目的1、研究交流串联电路发生谐振现象的条件。
2、研究交流串联电路发生谐振时电路的特征。
3、研究串联电路参数对谐振特性的影响。
二、实验原理1、R L C 串联电压谐振在具有电阻、 电感和电容元件的电路中，电路两端的电压与电路中的电流一般是不同相的。
如果我们调节电路中电感和电容元件的参数或改变电源的频率就能够使得电路中的电流和电压出现了同相的情况。
电路的这种情况即电路的这种状态称为谐振。
R 、L 、C 串联谐振又称为电压谐振。
在由线性电阻R 、电感L 、电容c 组成的串联电路中，如图8-1所示。
图8-1 R L C 串联电路图当感抗和容抗相等时，电路的电抗等于零即 X L = X C ； ； 2πf L= X = L － = 0 则 = arc tg = 0即电源电压u 与电路中电流i 同相，由于是在串联电路中出现的谐振故称为串联谐振。
谐振频率用f 0表示为f = f 0 =谐振时的角频率用表示为==谐振时的周期用T 0表示为 T = T 0 = 2串联电路的谐振角频率ω 0频率f 0，周期T 0，完全是由电路本身的有关参数来决定的，它们是电路本身的固有性质，而且每一个R 、L 、C 串联电路，只有一个对应的谐振频f()2C L 2X X R -+RU UUU 0和周期T 0。
因而，对R 、L 、C 串联电路来说只有将外施电压的频率与电路的谐振频率相等时候，电路才会发生谐振。
在实际应用中，往往采用两种方法使电路发生谐振。
一种是当外施电压频率f 固定时，改变电路电感L 或电容C参数的方法，使电路满足谐振条件。
另一种是当电路电感L 或电容C 参数固定时，可用改变外施电压频率f 的方法，使电路在其谐振频率下达到谐振。
总之，在R 、L 、C 串联电路中，f 、L 、C三个量，无论改变哪一个量都可以达到谐振条件，使电路发生谐振。
RLC串联
U U R U L UC
P S cos Q S sin
Q QL QC (U L U C ) I UI sin
S UI P Q
2
2
P cos S
电路 名称
电 流 与 电 压 的 关 系
纯电阻交流 纯电感交流 纯电容交流 RLC串联交 纯R、L、C电路与RLC电路比较 电路
U总 U R U L U C
随堂练习 在R-L-C串联电路中，已知电阻R = 40 ，电感L = 191 mH，
电容C=106 F，外加频率为f = 50 Hz、U = 200 V的交流电 压源，试求：
(1) 电路中的电流I； (2) 各元件电压UR、UL、UC；(3) 总电 压与电流的相位差 解（1）先求XL、XC、
在RLC串联电路中，只有电阻是消耗功率的 RLC串联电路中的有功功率即R上消耗的功率
P U R I UI cos
3、无功功率
由于电感和电容两端的电压在任何时刻都是反相的，
二者的瞬时功率符号也相反。 当电感吸收能量时，电容放出能量； 当电容吸收能量时，电感放出能量； 电路的无功功率为电感和电容上的无功功率之差。
p u i p R p L pC
2. 平均功率 P （有功功率）
I
+ R
L C +
UR UL
1 T U P pdt T 0 1 T ( p R p L pC ) dt T 0 2 PR U R I I R
+ +
UC -
2、有功功率
P cos S
Q S sin
RLC串联谐振电路及答案
RLC 串联谐振电路一、知识要求：理解RLC 串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。
二、知识提要：在RLC 串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为串联谐振。
（1）、串联谐振的条件：U L -U ”X L 二X C3）、谐振时的相量图：（4）、串联谐振电路的特点：① •电路阻抗最小：Z=R② 、电路中电流电大：I 0=U/R③ 、总电压与总电流同相位，电路呈阻性④ 、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q 倍，。
U L =U C =I 0X L =I 0X C =U X L LC0L0C R L式中：Q 叫做电路的品质因数，其值为：XX 2兀fL1Q ==C —0-—>>1（由于一般串联谐振电路中的R 很小，所以Q 值RRR 2吋CR0总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。
所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q 倍的高电压，又因为U L =U C ，所以串联谐振又叫电压谐振。
）（5）、串联谐振电路的应用：适用于信号源内阻较低的交流电路。
常被用来做选频电路。
三、例题解析：1、在RLC 串联回路中，电源电压为5mV ,试求回路谐振时的频率、谐振时元件L 和C 上的电压以及回路的品质因数。
解:RLC 串联回路的谐振频率为2）、谐振角频率与频率： ®L =得：由 谐振频率0=1①=, &LC 1 2"LC即： lt u =QU Uc谐振回路的品质因数为谐振时元件L 和C 上的电压为5I LU L =U C =5Q mV =艮元mV2、在RLC 串联电路中，已知L =100mH ,R =3.4Q ，电路在输入信号频率为400Hz 时发生谐振，求电容C 的电容量和回路的品质因数。
解：电容C 的电容量为回路的品质因数为 628兰400兰°」u 743.4 3、已知某收音机输入回路的电感L=260u H,当电容调到100PF 时发生串联谐振，求电路的谐振频率，若要收听频率为640KHz 的电台广播，电容C 应为多大。
RLC串联谐振电路习题
第九章 串联谐振电路习题（一）、填空题1、在RLC 串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为 。
2、串联正弦交流电路发生谐振的条件是 ，谐振时的谐振频率品质因数Q= ，串联谐振又称为 。
3、在发生串联谐振时，电路中的感抗与容抗 ；此时电路中的阻抗最 ，电流最 ，总阻抗Z= 。
4、在一个RLC 串联正弦交流电路中，用电压表测得电阻、电感、电容上电压均为10V ，用电流表测得电流为10A ，此电路中R= ，P= ，Q= ，S= 。
5、在含有L 、C 的电路中，出现总电压、电流同相位，这种现象称为 。
这种现象若发生在串联电路中，则电路中阻抗 ，电压一定时电流 ，且在电感和电容两端将出现 。
6、常利用串联谐振电路来选择电台信号，这个过程称为 。
7、谐振发生时，电路中的角频率=0ω ，=0f 。
8、以角频率ω作为自变量，把回路电流I 作为它的函数，绘成函数曲线，把这个曲线称为 。
9、传输的信号往往不是具有单一频率的信号，而是包含着一个频率范围，称为 。
（二）、判断题1、串联谐振电路不仅广泛应用于电子技术中，也广泛应用于电力系统中。
（ ）2、串联谐振在L 和C 两端将出现过电压现象，因此也把串联谐振称为电压谐振。
（ ）3、串联谐振时，感抗等于容抗，此时电路中的电流最大。
（ ）4、谐振电路的功率因数大于1。
（ ）5、谐振电路的选择性越好，那么频带宽度也就越宽。
（ ）6、RLC 串联电路中当电源频率f 大于谐振频率0f 时，该电路呈现电容性。
（ ）（三）、选择题1、RLC 并联电路在f 0时发生谐振，当频率增加到2f 0时，电路性质呈（ ）A 、电阻性B 、电感性C 、电容性2、处于谐振状态的RLC 串联电路，当电源频率升高时，电路将呈现出（ ）A 、电阻性B 、电感性C 、电容性3、下列说法中，（ ）是正确的。
A 、串谐时阻抗最小B 、并谐时阻抗最小C 、电路谐振时阻抗最小4、发生串联谐振的电路条件是（ ）A 、R L0ω B 、LC f 10= C 、LC 10=ω5、在RLC串联正弦交流电路，已知XL=XC=20欧，R=20欧，总电压有效值为220V，电感上的电压为（）V。
电路基础 试题及答案
《电路原理》课程题库一、填空题1、RLC串联电路发生谐振时，电路中的（电流）将达到其最大值。
2、正弦量的三要素分别是振幅、角频率和（初相位）3、角频率ω与频率ｆ的关系式是ω=（2πｆ）。
4、电感元件是一种储能元件，可将输入的电能转化为（磁场）能量储存起来。
5、RLC串联谐振电路中，已知总电压U=10V，电流I=5A，容抗X C =3Ω，则感抗X L =（3Ω），电阻R=（2Ω）。
6、在线性电路中，元件的（功率）不能用迭加原理计算。
7、表示正弦量的复数称（相量）。
8、电路中a、b两点的电位分别为V a=-2V、V b=5V，则a、b两点间的电压U ab=（-7V），其电压方向为（a指向b）。
9、对只有两个节点的电路求解，用（节点电压法）最为简便。
10、RLC串联电路发生谐振的条件是：（感抗=容抗）。
11、（受控源）是用来反映电路中某处的电压或电流能控制另一处电压或电流的现象。
12、某段磁路的（磁场强度）和磁路长度的乘积称为该段磁路的磁压。
13、正弦交流电的表示方法通常有解析法、曲线法、矢量法和（符号）法四种。
14、一段导线电阻为R，如果将它从中间对折，并为一段新的导线，则新电阻值为（R/4）Ω。
15、由运算放大器组成的积分器电路，在性能上象是（低通滤波器）。
16、集成运算放大器属于（模拟)集成电路，其实质是一个高增益的多级直流放大器。
17、为了提高电源的利用率，感性负载电路中应并联适当的（无功)补偿设备，以提高功率因数。
18、RLC串联电路发生谐振时，若电容两端电压为100V，电阻两端电压为10V，则电感两端电压为（100V)，品质因数Q为（10)。
19、部分电路欧姆定律的表达式是（I=U/R)。
20、高压系统发生短路后，可以认为短路电流的相位比电压（滞后)90°。
21、电路通常有(通路)、(断路)和(短路)三种状态。
22、运算放大器的(输入失调)电压和(输入失调)电流随(温度)改变而发生的漂移叫温度漂移。
RLC串联和并联谐振电路谐振时的特性
图12－22
解：根据其相量模型[图12-
R2
R
(L)2
jCR2
L (L)2
图12－22
Y (j)R 2 R ( L )2j C R 2 (L L )2
令上式虚部为零 C L 0 R2 (L)2
求得
0
1 1C2R LC L
1 11 LC Q2
图12—17串联电路谐振时的能量交换
电感和电容之间互相交换能量，其过程如下:当电流减 小时，电感中磁场能量WL=0.5Li2减小，所放出的能量全部 被电容吸收，并转换为电场能量，如图12-17(a)所示。当电 流增加时，电容电压减小，电容中电场能量WC=0.5Cu2减 小，所放出的能量全部被电感吸收，并转换为磁场能量， 如图12－17(b)所示。
W W L W C L L 2 C IC 2 C U 2 I S 2R ( 1 4 2 )8
谐振时电感和电容的总能量保持常量，即
W W L W C L L 2 C IC 2 C U 2 I S 2R ( 1 4 2 )8
图12－21 并联电路谐振时的能量交换
由于并联电路的电压相同，即UL=UC=RIS。当电阻R增 加到2倍，或电容 C 增加到4倍( Q R 增C 加一倍)时，总储
1. 谐振条件
当 ωL ω1C 0 ，即 ω
1 LC
时，()=0,
|Z(j)|=R,电压u(t)与电流i(t)相位相同，电路发生谐振。
也就是说，RLC串联电路的谐振条件为
0
1 LC
(122)7
式中 ω 0＝
1 LC
称为电路的固有谐振角频率。
当电路激励信号的频率与谐振频率相同时，电路发生 谐振。用频率表示的谐振条件为
电路分析基础习题第九章答案(史健芳).doc
第9章9.1 选择题1. 处于谐振状态的RLC 串联电路，当电源频率升高时，电路将呈（ B ）。
A. 电阻性B. 电感性C. 电容性D. 视电路元件参数而定 2. RLC 串联电路中，发生谐振时测得电阻两端电压为6V ，电感两端电压为8V ，则电路总电压是（ C ）。
A. 8VB. 10VC. 6VD. 14V3. Ω=5R 、mH L 50=，与电容C 串联，接到频率为1KHz 的正弦电压源上，为使电阻两端电压达到最大，电容应该为（ B ）。
066.5.A F μ B.F μ5066.0 C.F μ20 D.F μ24. 下列关于谐振说法中不正确的是（ D ）。
A. RLC 串联电路由感性变为容性的过程中，必然经过谐振点B. 串联谐振时阻抗最小，并联谐振时导纳最小C. 串联谐振又称为电压谐振，并联谐振又称为电流谐振D. 串联谐振电路不仅广泛应用于电子技术中，也广泛应用于电力系统中 5. 如图x9.1所示RLC 并联电路，sI •保持不变，发生并联谐振的条件为（ A ）。
A.CL ωω1=B.Cj L j ωω1=C.CL 1=D.Cj L j R ωω1=+图x9.1 选择题5图6. 若i i i 21+=，且A sin 101t i ω=，A )902sin(102ο+=t iω，则i 的有效值为（ C ）。
A. 20A B. A 220 C. 10A D. A 2/109.2 填空题1. 在含有L 、C 的电路中，出现总电压、电流同相位的现象，这种现象称为 谐振 。
Cj ω12. RLC 串联电路发生谐振时，电路中的角频率=0ωLC /1，=0f LC π2/1。
3. Ω=10R ，H 1=L ，F 100μ=C ，串联谐振时，电路的特性阻抗=ρ 100 ，品质因数Q= 10 。
4. 对某RLC 并联电路端口外加电流源供电，改变ω使该端口处于谐振状态时，电压 最大， 导纳 最小，功率因数=λ 1 。
实验八 RLC串联电路的谐振实验
C1L ω=ωfC 21πC1ωLC21πLC1LC实验八 R 、L 、C 串联电路的谐振实验一、实验目的1、研究交流串联电路发生谐振现象的条件。
2、研究交流串联电路发生谐振时电路的特征。
3、研究串联电路参数对谐振特性的影响。
二、实验原理1、R L C 串联电压谐振在具有电阻、 电感和电容元件的电路中，电路两端的电压与电路中的电流一般是不同相的。
如果我们调节电路中电感和电容元件的参数或改变电源的频率就能够使得电路中的电流和电压出现了同相的情况。
电路的这种情况即电路的这种状态称为谐振。
R 、L 、C 串联谐振又称为电压谐振。
在由线性电阻R 、电感L 、电容c 组成的串联电路中，如图8-1所示。
图8-1 R L C 串联电路图当感抗和容抗相等时，电路的电抗等于零即X L = X C ； ； 2πf L=X = ω L － = 0则 ϕ = arc tg = 0即电源电压u 与电路中电流i 同相，由于是在串联电路中出现的谐振故称为串联谐振。
谐振频率用f 0表示为f = f 0 = 谐振时的角频率用ω 0表示为ω = ω 0 =谐振时的周期用T 0表示为T = T 0 = 2 π 串联电路的谐振角频率ω 0频率f 0，周期T 0，完全是由电路本身的有关参数来决定的，它们是电路本身的固有性质，而且每一个R 、L 、C 串联电路，只有一个对应的谐振频f 0和 周期T 0。
因而，对R 、L 、C 串联电路来说只有将外施电压的频率与电路的谐振频率相等时候，电路才会发生谐振。
在实际应用中，往往采用两种方法使电路发生谐振。
一种是当外施()2CL2X X R -+RU UU U电压频率f 固定时，改变电路电感L 或电容C 参数的方法，使电路满足谐振条件。
另一种是当电路电感L 或电容C 参数固定时，可用改变外施电压频率f 的方法，使电路在其谐振频率下达到谐振。
总之，在R 、L 、C 串联电路中，f 、L 、C 三个量，无论改变哪一个量都可以达到谐振条件，使电路发生谐振。
RLC串联谐振电路与答案解析
RLC 串联谐振电路 一、知识要求：理解RLC 串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。
二、知识提要：在RLC 串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为串联谐振。
（1）、串联谐振的条件：C L C L X X U U ==即（2）、谐振角频率与频率：由LCf LC：C L πωωω21110===谐振频率得（3）、谐振时的相量图：（4）、串联谐振电路的特点： ①.电路阻抗最小：Z=R ②、电路中电流电大：I 0=U/R③、总电压与总电流同相位，电路呈阻性④、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q 倍，。
即：U L =U C =I 0X L =I 0X C =L X RU=U R X L =QU式中：Q 叫做电路的品质因数，其值为：UcCRf R L f R X R X Q C L 00212ππ====＞＞1(由于一般串联谐振电路中的R 很小，所以Q 值总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。
所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q 倍的高电压，又因为U L =U C ，所以串联谐振又叫电压谐振。
) （5）、串联谐振电路的应用：适用于信号源内阻较低的交流电路。
常被用来做选频电路。
三、例题解析：1、在RLC 串联回路中，电源电压为5mV ，试求回路谐振时的频率、谐振时元件L 和C 上的电压以及回路的品质因数。
解：RLC 串联回路的谐振频率为 LCf π210=谐振回路的品质因数为 RLf Q 02π=谐振时元件L 和C 上的电压为mV 5mV 5C L CLR Q U U === 2、 在RLC 串联电路中，已知L ＝100mH ，R ＝3.4Ω，电路在输入信号频率为400Hz 时发生谐振，求电容C 的电容量和回路的品质因数。
解：电容C 的电容量为 F 58.14.6310141)2(120μπ≈==Lf C 回路的品质因数为 744.31.040028.620≈⨯⨯==R L f Q π3、已知某收音机输入回路的电感L=260μH,当电容调到100PF 时发生串联谐振，求电路的谐振频率，若要收听频率为640KHz 的电台广播，电容C 应为多大。
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R L C串联谐振电路及答案 Prepared on 24 November 2020
RLC 串联谐振电路
一、 知识要求：
理解RLC 串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。
二、 知识提要：
在RLC 串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为串联谐振。
（1）、串联谐振的条件：C L C L X X U U ==即
（2）、谐振角频率与频率：由LC f LC ：C L πωωω21110===
谐振频率得 （3）、谐振时的相量图：
（4）、串联谐振电路的特点：
①.电路阻抗最小：Z=R
②、电路中电流电大：I 0=U/R
③、总电压与总电流同相位，电路呈阻性
④、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q 倍，。
即：U L =U C =I 0X L =I 0X C =L X R
U =U R X L
=QU
式中：Q 叫做电路的品质因数，其值为：
CR
f R L f R X R X Q C L 00212ππ====＞＞1(由于一般串联谐振电路中的R 很小，所以Q 值总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。
所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q 倍的高电压，又因为U L =U C ，所以串联谐振又叫电压谐振。
)
（5）、串联谐振电路的应用：
适用于信号源内阻较低的交流电路。
常被用来做选频电路。
三、 例题解析：
1、在RLC 串联回路中，电源电压为5mV ，试求回路谐振时的频率、谐振时元件L 和C 上的电压以及回路的品质因数。
解：RLC 串联回路的谐振频率为
谐振回路的品质因数为
谐振时元件L 和C 上的电压为
2、 在RLC 串联电路中，已知L ＝100mH ，R ＝Ω，电路在输入信号频率为400Hz 时发生谐振，求电容C 的电容量和回路的品质因数。
解：电容C 的电容量为
回路的品质因数为
3、已知某收音机输入回路的电感L=260μH,当电容调到100PF 时发生串联谐振，求电路的谐振频率，若要收听频率为640KHz 的电台广播，电容C 应为多大。
（设L 不变） 解：LC f π21
0==12610101026014.321
--X X X X X ≈KHZ
623210
260)1064014.32(1)2(1-==X X X X X L f C π≈238PF 四、 练习题：
（一）、填空题
1、串联正弦交流电路发生谐振的条件是 ，谐振时的谐振频率品质因数Q= ，串联谐振又称为 。
2、在发生串联谐振时，电路中的感抗与容抗 ；此时电路中的阻抗最 ，电流最 ，总阻抗Z= 。
3、在一RLC 串联正弦交流电路中，用电压表测得电阻、电感、电容上电压均为10V ，用电流表测得电流为10A ，此电路中R= ，P= ，Q= ，S= 。
4、在含有L 、C 的电路中，出现总电压、电流同相位，这种现象称为 。
这种现象若发生在串联电路中，则电路中阻抗 ，电压一定时电流 ，且在电感和电容两端将出现 。
5、谐振发生时，电路中的角频率=0ω ，=0f 。
（二）、判断题
1、串联谐振电路不仅广泛应用于电子技术中，也广泛应用于电力系统中。
（ ）
2、串联谐振在L 和C 两端将出现过电压现象，因此也把串谐称为电压谐振。
（ ）
（三）、选择题
1、RLC 并联电路在f 0时发生谐振，当频率增加到2f 0时，电路性质呈（ ）
A 、电阻性
B 、电感性
C 、电容性
2、处于谐振状态的RLC 串联电路，当电源频率升高时，电路将呈现出（ ）
A 、电阻性
B 、电感性
C 、电容性
3、下列说法中，（ ）是正确的。
A 、串谐时阻抗最小
B 、并谐时阻抗最小
C 、电路谐振时阻抗最小
4、发生串联谐振的电路条件是（ ）
A 、R L 0ω
B 、L
C f 10= C 、LC
1
0=ω 5、在RLC 串联正弦交流电路，已知XL=XC=20欧，R=20欧，总电压有效值为220V ，电感上的电压为（ ）V 。
A 、0
B 、220
C 、
6、正弦交流电路如图所示，已知电源电压为220V ，频率f=50HZ 时，电路发生谐振。
现将电源的频率增加，电压有效值不变，这时灯泡的亮度（ ）。
A 、比原来亮
B 、比原来暗
C 、和原来一样亮 7、正弦交流电路如图所示，已知开关S 打开时，电路发生谐振。
当把开关合上
时，电路呈现（ ）。
A 、阻性
B 、感性
C 、容性
（三）、计算题
1、在RLC 串联电路中,已知L=100mH,R=Ω,电路在输入信号频率为400Hz 时发生谐振,求电容C 的电容量和回路的品质因数.
2、 一个串联谐振电路的特性阻抗为100Ω,品质因数为100,谐振时的角频率为1000rad/s,试求R,L 和C 的值.
3、一个线圈与电容串联后加1V 的正弦交流电压,当电容为100pF 时,电容两端的电压为100V 且最大,此时信号源的频率为100kHz,求线圈的品质因数和电感量
.
4、已知一串联谐振电路的参数Ω=10R ，mH 13.0=L ，pF 558=C ，外加电压5=U mV 。
试求电路在谐振时的电流、品质因数及电感和电容上的电压。
5、已知串谐电路的线圈参数为“mH 21=Ω=L R ，”，接在角频率rad/s 2500=ω的10V 电压源上，求电容C 为何值时电路发生谐振求谐振电流I 0、电容两端电压U C 、线圈两端电压U RL 及品质因数Q 。
6、如右图所示电路，其中t u 314cos 2100=V ，调
节电容C 使电流i 与电压u 同相，此时测得电感两端
电压为200V ，电流I ＝2A 。
求电路中参数R 、L 、
C ，当频率下调为f 0/2时，电路呈何种性质
答案：一、填空
1、C L C L X X U U ==即，X L /R ，电压谐振
2、相等，最小，最大，R 。
3、1欧，100W ，Q=0var ，S=100VA
4、串联谐振，最小，最大，过电压；
5、LC f LC
πω21
10=
=
二、判断
1、对，2错
三、选择题：
1、B
2、B
3、A
4、C
5、B
6、B
7、B
四、计算题：
1、解：F 58.110
100)40014.32(1)2(12121
322000μπππ≈====-X X X X L f X f X f C L C
2、R=100欧，L=10H ，C=μF
3、C 两端产生过电压，说明发生了串联谐振，C L C L X X U U ==即
4、KHZ LC f ：
60021
0≈=π解
R
L f Q 02π==49 I=U/R= Uc=QU=245mV 5、V U U U V
QU U U R L R X Q A R U L L f C L R RL L C L
51505//10I F 801)2(1220220=+============
ωμωπ
6、R=50欧，L=，C=。