rlc实验报告(含数据)

RLC 电路特性的研究

【实验目的要求】

1、 观察RLC 串联电路的幅频特性和相频特性；

2、

观察RLC 串联电路的的阻尼振荡规律。

【实验装置和仪器用具】

FB318型RLC 电路实验仪，双踪示波器。

【实验原理】

RLC 串联电路如图1所示。

图1 RLC 串联电路

所加交流电压U （有效值）的角频率为ω。则电路的复阻抗为： Z=R+j(ωL+1/ωC) （1） 复阻抗的模:

2

2)

C 1L (R ωωZ -

+= (2)

复阻抗的幅角:

R C 1L arctan

ωω-

=? (3) 即该电路电流滞后于总电压的位相差。回路中的电流I （有效值）为：

2

2)

C 1L (R ωωU I -

+=

（4）

上面三式中Z 、?、I 均为频率f (或角频率ω，f ωπ2= )的函数，当电路中其他元件参数取确定值的情况下，它们的特性完全取决于频率。

图2（a ）、（b ）、（c ）分别为RLC 串联电路的阻抗、相位差、电流随频率的变化曲线。其中，（b ）图Φ-f 曲线称为相频特性曲线；（c ）图I-f 曲线称为幅频特性曲线。

图2 RLC 串联电路幅频、相频曲线

由曲线图可以看出，存在一个特殊的频率0f ，特点为： （1）当 f = f0 时，① = 0，电路呈电阻性； （2）当 f > f0 时，① > 0，电路呈电感性；

（3）当 f < f0 时，① < 0，电路呈电容性。 （5）

时，0=?，表明电路中电流I 和电压U 同位相，整个电路呈现纯电阻性，这就是串联谐振现象。此时电路总阻抗的模

Z R

=为最小，，电流

I U Z

=则达到极

大值。易知，只要调节f 、L 、C 中的任意一个量，电路都能达到谐振。

令

C

L U U Q U U ==

或 001L Q R R C ωω==（6） Q 称为谐振电路的品质因数。Q 值越大，频率选择性越好。

【实验内容】

1. 按图1连接电路，其中L=20mH ，C=2uF ，R=100Ω，示波器两端分别

测你电压U 和电阻电压U R ,两通路公共线共通，介入电路中同一点，否则会造

成短路。

2.幅频特性

保持信号源电压U（取U p-p=5V）不变，选择合适的正弦波频率范围。频率由低到高，当U R最大时的频率即为谐振频率。

3.相频特性

通过双踪示波器观察U的相位差，U R的相位差与电路中的电流相位相同，观测在不同频率下的相位变化，频率从低到高，记录下某一频率时的相位差值。【实验数据与处理】

I-f幅频特性

Φ-f相频特性

Φ=arcsin(y0/Ym)