RLC串联电路试题
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新疆大学
实训（实习）设计报告
所属院系：机械工程学院
专业：机械工程与自动化
课程名称：电工电子实习
设计题目：RLC串联电路的设计
班级：机械09-4班
------- 学生姓名：古再力阿衣
学生学号： 20092001432
指导老师:
完成日期：2012.6.29
圈的品质因数Q 。
2.在Multisim2001中创建的RLC 串联仿真实验电路如下图所示。其中交流电压源是必须放置的形式信号源用，其幅值和频率的数值对电路的频率特性没用影响，波特图仪用于显示幅频特性曲线。
RLC 串联电路由电阻R 、电感L 及电容C 串联构成，由于回路的电流I 与电阻R 两端电压的特性相同，因此选择电阻两端电压作为频率响应测试电量。 电阻R 、电感L 及电容从Multisim 的基本元件库中找出，交流电压源从电源信号源库中找出，波特图仪从虚拟仪器栏中找出。
元件参数的选取为电感L=100 mH 、电容C=240 nF ，电阻R=1 k Ω，分析电阻大小对品质因数的影响时再改变电阻值。
反映电路频率特性的参数有谐振频率0f 、通频带宽BW 和品质因数Q ，其定义如下：
RC
f π210=
⑴
L
H f f BW -= ⑵ 其中，
分别是回路电流由最大值减少3dB 时所对应的上限频率和下限频率。
BW
R C 1
R Q 000f
===ωω ⑶
其中，002
f πω= 双击波特图仪图标，打开波特图仪的面板，面板上各项参数设置如图1所示，运行电路仿真开关，在波特图仪面板上显示出电阻两端电压的幅频特性曲线。
图1
五.设计内容与步骤：
1.设计电路
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。设计RLC 串联电路图如下图：
图2 RLC 串联谐振电路
当电路发生谐振时，C L X X =或C
L ωω1
= （谐振条件）。其中C 1=2nF,L 1=1.5mH,R 1=1k Ω，根据公式01
2f LC
π=
可以得出，当该电路发生谐振时，
频率KH f 93.60=。RLC 串联电路谐振时，电路的阻抗最小，电流最大；电源电压与电流同相；谐振时电感两端电压与电容两端电压大小相等，相位相反。
2．用调节频率法测量RLC串联谐振电路的谐振频率0f
实验原理图
在用Multisim仿真软件连接的RLC串联谐振电路，电容选用C
1
=2.5nF,电感选
用L
1=1mH,电阻选用R
1
=1KΩ。电源电压s u处接低频正弦函数信号发生器，电阻电
压R u处接交流毫伏表。
保持低频正弦函数信号发生器输出电压s u不变，改变信号发生器的频率（由小逐渐变大），观察交流毫伏表的电压值。当电阻电压
R
U的读数达到最大值（即电流达到最大值）时所对应的频率值即为谐振频率。将此时的谐振频率记录下来。
表1 谐振曲线的测量数据表
f(Hz) 6065758593.6100105110115
U
R
(V) 11.25
812.06
8
13.28
7
13.97
6
14.13
5
13.99
1
13.72
5
13.44
8
13.14
4
U
C
(V) 14.92
714.76
9
14.12
6
13.10
9
12.01
3
11.13
10.45
3
9.7839.125
U
L
(V) 6.3697.3959.38511.18
612.47
3
13.19
1
13.53
8
13.88
7
14.21
3
实验原理图
当频率为82.6Hz时，电阻电压
U的读数达到最大值，即此时电路发生谐振。
R
当频率0f 93.6kHz时：
图5 0f 93.6 kHz时波形图
观察波形，函数信号发生器输出电压s u和电阻电压R U同相位，可以得出，此时电路发生谐振，验证了实验电路的正确，与之前得出的理论值相等。因此证明实验电路的连接是正确的。
当频率为60KHz：
图4 KH
f 600 时的波形图 观察波形，函数信号发生器输出电压s u 和电阻电压R U 相位不同，此时电路呈现电感性。
当频率为0f=115kHz时：
图 6 0f=115kHz时波形图
观察波形，函数信号发生器输出电压s u和电阻电压R U相位不同，此时电路呈现出电容性。
3.用波特图示仪观察幅频特性。
按图7所示，将波特图仪XBP1连接到电路图中。双击波特图仪图标打开面板，
U 面板上各项参数设置如图7图所示。打开仿真开关，在波特图仪面板上出现输出
0的幅频特性，拖动红色指针，使之对应在幅值最高点，此时在面板上显示出谐振频f=1.023kHz。
率