RLC串联谐振电路及答案
rlc串联电路思考题答案
rlc 串联电路思考题答案篇一：rlc 串联谐振电路的实验报告】txt> 一、摘要：从rlc 串联谐振电路的方程分析出发，推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗，并且基于multisim 仿真软件创建rlc 串联谐振电路，利用其虚拟仪表和仿真分析，分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。
其结果表明了仿真与理论分析的一致性，为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。
二、关键词：rlc ；串联；谐振电路；三、引言谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。
通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。
由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。
比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。
所以研究串联谐振有重要的意义。
在含有电感l 、电容 c 和电阻r 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况，即频率特性。
multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用，其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法，同时也缩短了产品的研发时间。
四、正文(1) 实验目的：1. 加深对串联谐振电路条件及特性的理解。
2. 掌握谐振频率的测量方法。
3. 理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。
4. 测定rlc 串联谐振电路的频率特性曲线。
(2) 实验原理：rlc 串联电路如图所示，改变电路参数l 、c 或电源频率时，都可能使电路发生谐振。
RLC电路谐振特性
（40分）
数据处理
20分
结果与讨论10分
思考题
10分
总分
1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
五．数据处理：
1.R=100欧和R=200欧的谐振曲线
六、实验结论：
本次实验相对较简单，在做好预习对照实验操作的基础上，较好完成数据测量，在后期的数据处理中，利用Excel绘得两条谐振曲线。另外分别用三种方法算得品质因数Q测量值相差不大。但是，还是有存在误差。主要来源于读数误差。总体看，实验完成较好。
路发生谐振时，是否有URo =U(URo为电阻上的电压，U为电源输出电压)和Uc=UL？若关系式不成立，试分析其原因。
答：当RLC串联电路发生谐振时，没有URo =U，从测量结果看，电阻上的电压比输出电压小，因为还要考虑导线以及电源内阻的分压影响。而Uc也没有等于UL，它们两者相近。这是因为没有达到完全谐振。
2．研究RLC串联电路谐振时，L值，C值和R值得选择会影响什么？实验中L值，C值和R值得选择应注意什么问题？
答：研究RLC串联电路谐振时，L值，C值的选择会影响谐振频率和品质因数，而R值的选择也会影响品质因数。注意选取合适的参数大小。使谐振频率满足实验要求。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习
（20分）
《电工学实践教程》实验课后答案
= 1.51mA
RO RC
5．放大电路的测试中，输入信号频率一般选 择1kHz，为何不选择100kHz或更高的
频率？
RP 25M00ΩkΩ
+12V
5.1kΩ
＋U CC
I
Rb2
Rc ＋
C2
C 1＋U B
5.1kΩΩ
10μ β3D＝GV6100
F
＋
10μ F Rs 51.k1ΩkΩ
IB
UE 5.1kΩ
• 迟滞电压比较器输入、输出波形
1
i
R
_
-∞
2
R
6
2
+
3 ++
+
A
R
D
f
Z
（a
实验16 整流、滤波、稳压电路
思考题： 1.引起稳压电源输出电源不
稳定的主要原因是什么？ （1）电源存在等效内阻。 （2）输入电源过低。 （3）输出电流过大。 2.稳压电源输出曲线
UO
rO
uoc uL uL
RL
cos P 37 0.45
UI 220 0.37
R r Z cos 5950.45 267()
X X L Z sin 2fL
Z sin
L
595 0.89
1.69(H)
2f 2 3.14 50
实验6 三相电路
• 1.根据实验结果分析三相电路负载做星形连接 时中线的作用。
• 答：射极跟随器具有高输入阻抗和低输出 阻抗的特点，作为前级的负载，它可以获 得较高的电压（相对于RL1=2KΩ），作为 输出级，它几乎可以把全部电压传递给负 载。
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。
实验十 RLC串联谐振电路的研究_电路实验教程_[共4页]
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第3章 实际操作实验 109
（2）怎样用双踪示波器观察r L 串联和r C 串联电路阻抗角的频率特性？
七、实验报告要求
（1）完成各数据表的计算。
（2）根据实验数据，在方格纸上绘制R 、L 、C 三个元件的阻抗频率特性曲线，得出相应结论。
（3）根据表3-9-4中的实验数据，在方格纸上绘制r L 串联、r C 串联电路的阻抗角频率特性曲线。
实验十 RLC 串联谐振电路的研究
一、实验目的
（1）测量RLC 串联电路的幅频特性、通频带及品质因数Q 值。
（2）观察串联电路谐振现象，加深对其谐振条件和特点的理解。
二、实验原理与说明
1．RLC 串联谐振
在图3-10-1所示的RLC 串联电路中，电路的复阻抗 1j Z R L C ωω⎛⎞=+−⎜⎟⎝⎠ （3-10-1） 式中，电阻R 应包含电感线圈的内阻r L ，即1L R R r =+。
电路电流为 S S 1j U U I Z R L C ωω==⎛⎞+−⎜⎟⎝⎠&&& （3-10-2）
图3-10-1 RLC 串联电路
当调节电路参数（L 或C ）或改变电源的频率（ω），电路电流的大小和相位都会发生变化。
当1L C ωω=
时，Z R =，S U &与I &同相，电路发生串联谐振，谐振角频率
0ω= （3-10-3a ） 谐振频率
0f = （3-10-3b ）。
RLC串联谐振电路
RLC串联谐振电路（1）实验目的：1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。
2.掌握谐振频率的测量方法。
3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。
4.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。
(2)实验原理：RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。
该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC) 当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。
谐振角频率ω0 =1/LC，谐振频率f0=1/2πLC。
谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。
1、电路处于谐振状态时的特性。
（1）、回路阻抗Z0=R,| Z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。
（2）、回路电流I0的数值最大，I0=U S/R。
（3）、电阻上的电压U R的数值最大，U R =U S。
（4）、电感上的电压U L与电容上的电压U C数值相等，相位相差180°，U L=U C=QU S。
2、电路的品质因数Q电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即：L/Q=U L（ω0）/ U S= U C（ω0）/ U S=ω0L/R=1/R*C（3）谐振曲线。
电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。
在U S 、R 、L 、C 固定的条件下，有I=U S /22)C 1/-L (ωω+RU R =RI=RU S /22)C 1/-L (ωω+R U C =I/ωC=U S /ωC 22)C 1/-L (ωω+R U L =ωLI=ωLU S /22)C 1/-L (ωω+R改变电源角频率ω，可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路电流与电阻电压成正比。
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。
RLC串联谐振电路及答案
R L C串联谐振电路及答案 Prepared on 24 November 2020RLC 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。
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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 πωωω21
1
10=
==
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 0021
2ππ====
＞＞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
•
Uc
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 LC
f π210=
谐振回路的品质因数为 R
L
f Q 02π=
谐振时元件L 和C 上的电压为 mV 5mV 5C L C
L
R Q U U =
== 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 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 π
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 π210=
=
12
6
10
1010
26014.321
--X X X X X ≈KHZ
6
23210260)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 、LC
f 10=
C 、LC
10=
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 πω2110=
=
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(121213
22000μπππ≈==
=
=
-X X X X L f X f X f C L
C
744
.31
.040014.3220≈===
X X X R L f R X Q L π 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
mH
f X
L R X
Q I U
R mA CU f X U I L C c c
c
2502100
16028.620
0≈=≈=Ω≈=
≈==ππ
4、
KHZ
LC
f ：
600210≈=
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(12
2
02
20=+=========
===ωμωπ
6、R=50欧，L=，C=。