RLC串联电路试题
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。
RLC串联 电路
— 称为过电压现象。
0
f0
f
【例2-8】 在RLC串联电路中，R 4, X L 6, X C 3,
若电源电压 u 50 2 sin(314 t 60)V , 求电路的电流、电阻
电压、电感电压和电容电压的相量。
解：由于u 50 2 sin(314 t 60)V , 所以
•
U 5060V
•
•
•
I
U
U
5060 5060 1023A
Z R j( X L X C ) 4 j(6 3) 537
•
•
U R R I 41023 4023V
•
•
U L jX L I 6901023 60113V
•
•
U C jX C I 3(90) 1023 30(67)V
2、串联谐 振
••
当RLC串联时出现 I 与U 同相位的电路状态成为 串联谐振，串联谐振时：
X XL XC 0
0
1
称为谐振角频率
LC
1
f0 2 LC 称为谐振频率
（1）串联谐振电路的
I
品质因数Q, 定义：
I01
Q = —UUL– = —UUC–
Q
=
0L
R
=
1
R 0C
=
1 R
L C
（2）通频带定义：
Δf = f2 – f1
R
j L
–
j
1
C
= arctg
X R
2．RLC串联谐振电路
•
•
当R、L、C串联时，输入端电流 I 与电路两端电压 U
同相的电路状态，称为串联谐振。
i
串联谐振条件
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。
电工电子技术第三单元-自测练习测验题目与答案
1．在RLC串联电路中，如果调大电容，则电路（）。
选择一项：a. 呈电阻性b. 感性增强c. 性质不变d. 容性增强2．题图3‒1所示是某电路中某一支路的电压u和电流i的波形，可以判断该支路是（）电路。
题图3‒ 1选择一项：a. 纯电感b. 电阻电容串联c. 纯电容d. 电阻电感串联3．RLC串联电路发生谐振时，回路的（）。
a. 电流达到最小值b. 电流达到最大值c. 电压达到最大值d. 电压达到最小值4．下列Y形三相负载连接的电压电流关系中，（）正确。
选择一项：a. UP =UL，IP=ILb. UL =UP，IL=IPc. UL=UP，IP=ILd. UL =UP，IP=IL1．当XL =XC时，φ=0，表明电压u与电流i同相，电路等效为一个纯电阻。
选择一项：对错2．因为电流I与功率因数cosφ成反比，所以功率因数越小，电流在输电线路上的功率损耗越小。
对错3．三相交流电路中，无论负载是对称还是不对称，三相电路总的有功功率都等于各相负载的有功功率之和。
选择一项：对错4．由对称三相电路有功功率P=3UP IPcosφ=ULILcosφ可知，相位差φ既是相电压和相电流间的相位差，也是线电压和线电流的相位差。
选择一项：对错1．某RLC串联电路，其电阻R=10kΩ，电感L=5mH，电容C=μF，正弦电压源的振幅为10V，ω=106 rad/s，求电路的阻抗并判断电路阻抗性质。
答：Z=R+jX=10+j4=<°KΩ由于电抗X﹥0，阻抗角﹥0,所以阻抗呈感性。
2.已知RLC串联电路的R=10Ω，L=2mH，C=180pF，电源电压为5V，求谐振频率f 0、谐振电流I、品质因数Q。
f 0=265kHz，I=，Q=333。
3. 某供电设备输出电压为220V，视在功率为220KVA，如果为额定功率33KW，功率因数cosφ=的小型民办工厂供电，问能供给几个工厂若把功率因数提高到，又能供给几个工厂额定功率33KW为工厂实际消耗的功率即有功功率，功率因数cosφ=表示供电设备需要为它提供的视在功率为33除以，即，供给工厂数为个；功率因数cosφ=时，供给工厂数提高到个。
电力公司变电运行高级工试题之交流电路31题
一、判断题1、 在RLC 串联电路中，当电路总电压与电流同相时，电路呈纯阻性，电路的这种状态叫做串联谐振。
答案：正确2、 在RLC 串联电路中，电路发生谐振的条件是C L U U 。
答案：正确3、 谐振现象是正弦交流电路的一种特定现象，但在电力系统中，发生谐振有可能破坏系统的正常工作。
答案：正确4、 当RLC 串联电路发生谐振时，电源只向R 提供能量。
答案：正确5、 当RLC 串联电路发生谐振时，电路总无功功率最大。
答案：错误6、 感抗的复数形式为-j L X 。
答案：错误7、 并联谐振又称为电流谐振。
答案：正确8、 容抗的复数形式为-j Xc 。
答案：错误9、 交流铁芯绕组的电压、电流、磁通能同为正弦波。
答案：错误10、 电阻的复数形式为jR 。
答案：错误11、无论下一级是选择性断路器还是非选择性断路器，上一级断路器的瞬时过电流脱扣器整定电流一般不得小于下一级断路器出线端的最大三相短路电流的1.1倍。
答案：正确12、如果下一级是非选择性断路器，为防止在下一级断路器所保护回路发生短路电流时，因这一级瞬时动作灵敏度不够，而使上一级短延时过电流脱扣器首先动作，使其失去选择性。
一般上一级断路器的短延时过电流脱扣器的整定电流不小于下一级瞬时过电流脱扣器的1.2倍。
答案：正确13、如果下一级也是选择性断路器，为保证选择性，上一级断路器的短延时动作时间至少比下一级断路器的短延时动作时间长0.1S。
答案：正确二．单选题1、以下关于功率因数的说法正确的是( )。
A.串联电容器不可以提高功率因数B.安装并联电容器的目的，一是改善系统的功率因数，二是调整网络电压C.并联电容器可以提高感性负载本身的功率因数D.串联在线路上的补偿电容器是为了补偿无功答案：B2、断路器额定电压指( )。
A.断路器正常工作电压B.正常工作相电压C.正常工作线电压有效值D.正常工作线电压最大值答案：C3、断路器最高工作电压是指( )。
A.长期运行的线电压B.长期运行的最高相电压C.长期运行的最高线电压D.故障电压答案：C4、某工厂单相供电线路的额定电压Ue=10kV，平均负荷P=400kW，无功功率Q=260kvar，则其功率因数是 ( )。
RLC串联电路练习
6.4 RLC 串联交流电路一、填空题1. 端电压相位总是超前电流相位的交流电路称为________电路。
2. 端电压相位总是滞后电流相位的交流电路称为________电路。
3. 由________、________和________相串联所构成的交流电路称为RLC 串联电路。
4. RLC 串联电路的电压与电流数量关系用公式表示为________。
5. RLC 串联电路中：当XL>XC （即________）时，阻抗角的取值范围为________，端电压的相位___电路中电流的相位，此时电路的性质呈________，称为________电路。
当XL <XC （即________）时，阻抗角的取值范围为________，端电压的相位___电路中电流的相位，此时电路的性质呈________，称为________电路。
当XL=XC （即________）时，阻抗角的取值范围为________，端电压的相位___电路中电流的相位，此时电路的性质呈________，称为________电路。
6. 感性电路中，电压相位总是____电流的相位，容性电路中电压相位总是____电流相位。
阻性电路中电压与电流的相位____。
7. RL 串联电路中已知总电压u 与电流i 的相位差是30º，则电阻上电压R u 与总电压u 的相位差是____。
8. RL 串联电路中，测得R 两端电压是3V ，三两端电压是4V ，其电路总电压是____。
9. RL 串联电路中,已知R=12Ω，感抗L X =16Ω，则电路阻抗Z=____，总电压____电流的相位 =____；如果电路中的电流i=22sin(314t+ 60')A ，则电路端电压u________。
电阻上电压R U =____，电感上电压L U =____。
10. RC 串联电路中已知电流i 与总电压u 的相位差是30º，则电阻上电压R u 与总电压u 的相位差是____，相位关系是R u ____u____，电容上电压C u 与总电压u 的相位差是____，相位关系是C u ____u____。
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。
⑴、串联谐振的条件：U L =U C ^X L =X CCD L =——得:coC 由 （3）、谐振时的相量图:Uc（4） 、串联谐振电路的特点：① .电路阻抗最小：Z 二R② 、电路中电流电大：L 二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 x即.U L =U C =I O X L =I O X C = — X / 二一^ （/二QUR R式中：Q 叫做电路的品质因数，其值为：Q = ^~ = ^- =辺# = T 1 77 >>】（由于一般串联谐振电路中的R 很小，所以Q 值总 R R R 2叭 CR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 生比总电压高岀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、在皿Q 串联回路中，电源电压为5mV,试求回路谐振时的频率、谐振时元件厶和Q 上的电压以及回路的品质因数。
解：也Q 串联回路的谐振频率为12^/LC（2）、谐振角频率与频率: 1谐振回路的品质因数为Q = 2饥厶R谐振时元件Z 和Q 上的电压为2. 在屉C 串联电路中，已知£=100mH, Q3.4Q,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3、已知某收音机输入回路的电感L=260 uH,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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
图7
图8波特图
移动红色游标指针使之对应在幅值最高点0 dB 处，此时在面板上显示出谐振频率
=0f 1.023
Hz ；再移动红色游标指针使之分别对应幅值最高点左右两侧的3±dB 处，读出上限频率和下限频率为H f =269.153 KHz 、L f =10 Hz 。
可计算出通频带宽BW=H f -L f =269153-10=269143Hz ，品质因数
0038.0269143
1023Q 0===BW f 将图8所示电路参数改为R=5 k Ω，使回路的电阻增大，运行电路仿真开关后在波
特图仪面板上显示出电阻两端电压的幅频特性曲线如9图所示。
图9
由式(1)、(3)及图9测试表明，电阻的改变对电路的谐振频率不产生影响，但影响
电路的品质因数，从而影响频率特性曲线的平坦度。
通过红色游标指针可读出谐振频率0f =1.023KHz ，H f =843.478 KHz ，L f =1 Hz ，计
算出通频带宽BW=fH-fL=843478-1=843477 Hz ， 品质因数
3-0101.2843477
1023Q ⨯===BW f ，表明频率选择性变差。
用AC 交流分析功能进行频率特性的Multisim 仿真测试
创建仿真实验电路如图5所示，其中的波特图仪可去掉不用。
启动Simulate 菜单中Analyses 下的AC Analyses …命令，在AC Analyses 对话框
中，改动Output 为节点27、VerticalScale 为Liner 。
点击AC Analyses 对话框上的Simulate 按钮，出现一个AC Analyses 窗口，如图
10所示。
图10交流分析图
通过游标指针可读出谐振频率、限频率和下限频率，其结果和波特图仪的结果基本
一致。
将图5所示电路参数增大，频率特性曲线的平坦度发生变化。
六.体会：
本次实验用Multisim仿真软件对RLC串联谐振电路进行分析，设计出了准确的电路模型，也仿真出了正确的结果。
并且得到了RLC串联谐振电路有几个主要特征：
1.谐振时，电路为阻性，阻抗最小，电流最大。
可在电路中串入一电流表，在改变电路参数的同时观察电流的读数，并记录，测试电路发生谐振时电流是否为最大。
2.谐振时，电源电压与电流同相。
这可以通过示波器观察电源电压和电阻负载两端电压的波形中否同相得到。
3.谐振时，电感电压与电容电压大小相等，相位相反。
这可以通过示波器观察电感和电容两端的波形是否反相得出，还可用电压表测量其大小。
4.用硬件实验仪器对RLC串联电路谐振特性进行测试时，仪器输出参数调整较为繁琐，信号频率偏高或偏低时波形显示不稳定。
由于受实验仪器的限制无法进行电路的AC交流频率特性分析，用Multisim软件仿真解决了这一问题，将计算机仿真软件Multisim引入到电路实验中，使电路的分析、仿真、测试非常方便，特别便于电路参数改变时的测试。
所述方法具有实际应用意义，创新点是解决了RLC串联电路谐振特性的工作波形及参数不易或无法用电子实验仪器进行分析测试的问题。
总的来说，本次实验比较成功，不仅仿真出了正确的结果，也对Multisim仿真软件的功能及其应用也有了更深的提高。