RLC串联谐振电路的频率特性电路的频率特性是指电路中电流
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联谐振频率及其计算公式
RLC串联谐振频率及其计算公式串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位,即电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上时相等的,从而使所研究电路呈现纯电阻特性,在给定端电压的情况下,所研究的电路中将出现最大电流,电路中消耗的有功功率也最大.1. 谐振定义：电路中L、C 两组件之能量相等，当能量由电路中某一电抗组件释出时，且另一电抗组件必吸收相同之能量，即此两电抗组件间会产生一能量脉动。
2. 电路欲产生谐振，必须具备有电感器L及电容器C 两组件。
3. 谐振时其所对应之频率为谐振频率(resonance)，或称共振频率，以f r表示之。
4. 串联谐振电路之条件如图1所示：当Q=Q ⇒I2X L = I2 X C也就是X L =X C时，为R-L-C串联电路产生谐振之条件。
图1 串联谐振电路图5. 串联谐振电路之特性：(1) 电路阻抗最小且为纯电阻。
即 Z =R+jX L−jX C=R(2) 电路电流为最大。
即(3) 电路功率因子为1。
即(4) 电路平均功率最大。
即P=I2R(5) 电路总虚功率为零。
即Q L=Q C⇒Q T=Q L−Q C=06. 串联谐振电路之频率：(1) 公式：(2) R - L -C串联电路欲产生谐振时，可调整电源频率f 、电感器L 或电容器C使其达到谐振频率f r，而与电阻R完全无关。
7. 串联谐振电路之质量因子：(1) 定义：电感器或电容器在谐振时产生的电抗功率与电阻器消耗的平均功率之比，称为谐振时之品质因子。
(2) 公式：(3) 品质因子Q值愈大表示电路对谐振时之响应愈佳。
一般Q值在10～100 之间。
8. 串联谐振电路阻抗与频率之关系如图(2)所示：(1) 电阻R 与频率无关，系一常数，故为一横线。
(2) 电感抗X L=2 πfL ，与频率成正比，故为一斜线。
(3) 电容抗与频率成反比，故为一曲线。
(4) 阻抗Z = R+ j(X L−X C)当 f = f r时， Z = R 为最小值，电路为电阻性。
rlc串联电路谐振角频率
rlc串联电路谐振角频率RLC串联电路是由电阻（R）、电感（L）和电容（C）三个元件串联而成的电路。
当电路中的电感和电容能够达到一定的数值时，电路会出现谐振现象。
谐振是指电路中的电压和电流振荡的频率与外加电源频率相同的现象。
在RLC串联电路中，谐振角频率（ω）是指电路中电压和电流振荡的频率。
当电路处于谐振状态时，电压和电流的振荡频率达到最大值，此时电路的谐振角频率就是谐振频率。
谐振角频率可以用以下公式表示：ω = 1/√(LC)其中，L表示电感的值，C表示电容的值。
根据这个公式，我们可以看出，谐振角频率与电感和电容的数值有关。
当电感和电容的数值增大时，谐振角频率减小，反之亦然。
谐振角频率在RLC串联电路中具有重要的意义。
首先，谐振角频率决定了电路的共振特性。
当电路的谐振角频率与外加电源的频率相等时，电路对外加电源的响应最大，电压和电流振幅最大。
这种情况下，电路呈现出共振现象，能够将输入的能量最大化地传递到输出端。
谐振角频率还决定了电路的频率选择性。
在谐振角频率附近，电路对外加电源的响应最大，而在其他频率下，电路的响应则相对较小。
这意味着，RLC串联电路可以根据输入信号的频率进行选择性放大或抑制，实现对特定频率信号的处理。
谐振角频率还与电路的带宽有关。
带宽是指电路能够有效工作的频率范围。
在RLC串联电路中，带宽可以通过谐振角频率和品质因数（Q值）来计算。
品质因数是电路的谐振频率与带宽之比。
当电路的品质因数越大时，电路的带宽越窄，能够对更窄的频率范围进行选择性放大或抑制。
在实际应用中，RLC串联电路的谐振角频率被广泛应用于无线通信、音频放大、滤波器设计等领域。
通过合理选择电感和电容的数值，可以实现对特定频率信号的处理和控制。
同时，谐振角频率也是电路设计中的重要参数，能够帮助工程师进行电路分析和优化设计。
RLC串联电路的谐振角频率是电路中电压和电流振荡的频率。
它决定了电路的共振特性、频率选择性和带宽。
电路谐振
X L XC
1 LC 0
1 L C
1 2 LC
f0
8.6
正弦稳态电路的谐振
（三）串联谐振的特点
I
R
1、X L X C
U R
U L
Z Z min R X L X C
2
2
U
L C
R 最小
U C
2、 当电源电压一定时： U I I 0 I max 最大 R
L1
C
RL2
L2
L2 L3
e1、e2、e3
e1 e2 e3
C
为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号；
L2 - C 组成谐振电路 ，选出所需的电台。
8.6
正弦稳态电路的谐振
问题（一）：如果要收听
e1
节目，C 应配多大？
RL2
L2
已知：
L2 250 H、 RL2 20
f1 820 kHz
8.6
正弦稳态电路的谐振
1、 网络的频率特性
概念：网络的频率特性是 研究正弦交流电路 中电压、电流随频 率变化的关系（即 频域分析）。 传递函数：
U T （j ) O U i
U i
网 络
U o
根据网络的频率特性，可将网络分成低通、高通、带通、 带阻、全通网络。
8.6
正弦稳态电路的谐振
正弦稳态电路的谐振
2、串联谐振的阻抗频率特性
Z ，X L , X C
( )
XL R 0 ω0 XC ω
2
0
ω0
ω
2
8.6
正弦稳态电路的谐振
3、电流的频率特性
rlc串联电路频率特性实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告篇一：RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告_-_4(1)《电路原理》实验报告实验时间：20XX/5/17一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的1．测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。
2．观察串联谐振现象，了解电路参数对谐振特性的影响。
1．R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数，即：Z?R?j(?L?1)?Zej??c三、实验原理当?L?1时，电路呈现电阻性，us一定时，电流达最大，这种现象称为串?c联谐振，谐振时的频率称为谐振频率，也称电路的固有频率。
即?0?1Lc或f0?12?LcR无关。
图4-12．电路处于谐振状态时的特征：①复阻抗Z达最小，电路呈现电阻性，电流与输入电压同相。
②电感电压与电容电压数值相等，相位相反。
此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍，Q称为品质因数，即Q?uLuc?0L11ususR?0cRRc在L和c为定值时，Q值仅由回路电阻R的大小来决定。
③在激励电压有效值不变时，回路中的电流达最大值，即：I?I0?usR3．串联谐振电路的频率特性：①回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图形称为串联谐振曲线。
电流与角频率的关系为：I(?)?us1??R2??L???c??2?us0??R?Q2?0??I00??1?Q2?0?2当L、c一定时，改变回路的电阻R值，即可得到不同Q 值下的电流的幅频特性曲线(图4-2)图4-2有时为了方便，常以?I为横坐标，为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I下降越厉害，电路的选择性就越好。
I0为通用幅频特性)，图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。
回路的品质因数Q越大，在一定的频率偏移下，为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念，把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即：bw??2?1??0?0由图4-3看出Q值越大，通频带越窄，电路的选择性越好。
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。
电路期末复习题（含答案）
电路期末复习题（含答案）电路试题第⼀部分填空题1. 对于理想电压源⽽⾔，不允许短路，但允许开路。
2. 当取关联参考⽅向时，理想电容元件的电压与电流的⼀般关系式为dtdu C i ?=。
3. 当取⾮关联参考⽅向时，理想电感元件的电压与电流的相量关系式为u=-Ri 。
4. ⼀般情况下，电感的电流不能跃变，电容的电压不能跃变。
5. 两种实际电源模型等效变换是指对外部等效，对内部并⽆等效可⾔。
当端⼦开路时，两电路对外部均不发出功率，但此时电压源发出的功率为 0 ，电流源发出的功率为s2s R I ；当端⼦短路时，电压源发出的功率为ss R U 2，电流源发出的功率为 0 。
6. 对于具有n 个结点b 个⽀路的电路，可列出n-1个独⽴的KCL ⽅程，可列出b-(n-1)个独⽴的KVL ⽅程。
7. KCL 定律是对电路中各⽀路电流之间施加的线性约束关系。
8. 理想电流源在某⼀时刻可以给电路提供恒定不变的电流，电流的⼤⼩与端电压⽆关，端电压由外电路/负载来决定。
9. 两个电路的等效是指对外部⽽⾔，即保证端⼝的伏安特性/VCR 关系相同。
10. RLC 串联谐振电路的谐振频率ω11. 理想电压源和理想电流源串联，其等效电路为理想电流源。
理想电流源和电阻串联，其等效电路为理性电流源。
12. 在⼀阶RC 电路中，若C 不变，R 越⼤，则换路后过渡过程越长。
13. RLC 串联谐振电路的谐振条件是 CL ωω1-=0。
14. 在使⽤叠加定理适应注意：叠加定理仅适⽤于线性电路；在各分电路中，要把不作⽤的电源置零。
不作⽤的电压源⽤短路代替，不作⽤的电流源⽤开路/断路代替。
受控源不能单独作⽤；原电路中的受控源不能使⽤叠加定理来计算。
15. 诺顿定理指出：⼀个含有独⽴源、受控源和电阻的⼀端⼝，对外电路来说，可以⽤⼀个电流源和⼀个电导的并联组合进⾏等效变换，电流源的电流等于⼀端⼝的电流，电导等于该⼀端⼝全部置零后的输⼊电导。
实验五RLC串联电路的幅频特性与谐振现象
电路分析》实验实验一简单万用表线路计算和校验一、实验目的1．了解万用表电流档、电压档及欧姆档电路的原理与设计方法。
2．了解欧姆档的使用方法。
3．了解校验电表的方法。
二、实验说明万用表是测量工作中最常见的电表之一，用它可以进行电压、电流和电阻等多种物理量的测量，每种测量还有几个不同的量程。
万用表的内部组成从原理上分为两部分：即表头和测量电路。
表头通常是一个直流微安表，它的工作原理可归纳为：“表头指针的偏转角与流过表头的电流成正比”。
在设计电路时，只考虑表头的“满偏电流Im”和“内阻Ri”值就够了。
满偏电流是指表针偏转满刻度时流过表头的电流值，内阻则是表头线圈的铜线电阻。
表头与各种测量电路连接就可以进行多种电量的测量。
通常借助于转换开关可以将表头与这些测量电路分别连接起来，就可以组成一个万用表。
本实验分别研究这些实验。
1．直流电流档多量程的分流器有两种电路。
图1-1的电路是利用转换开关分别接入不同阻值的分流器来改变它的电流量程的。
这种电路计算简单，缺点是可能由于开关接触不太好致使测量不准。
最坏情况（在开关接触不通或带电转换量程时有可能发生）是开关断路，这时全部被测电流都流过表头造成严重过载（甚至损坏）。
因此多量程分流器都采用图1－2的电路，以避免上述缺点。
计算时按表头支路总电阻r0’＝2250Ω来设计，其中ｒ’是一个“补足”电阻，数值视r0大小而定。
图1-1 利用转换开关的分流器图1-2 常用的多量程分流器电路图1-3 实验用万用表直流电流档电路给定表头参数：Ω='μ=2250r A 100I 0m ， 由图1-3得知：1m 10m R )I I (r I -=' 1110m R I )R r (I =+' 1101m I )R r (R I +'=同理，可推得：2102m I )R r (R I +'=合并上两式1101I )R r (R +'=2102I )R r (R +'将10R r +'消去有：2211R I R I = 现将已知数据代入计算如下：)I I (r I R m 10m 1-'=Ω==-⨯⨯=---250922501010225010100R 4361 2211R I R I =1212R I I R =Ω=⨯=5025051R 2 Ω==Ω=50R r 200r 221，2．直流电压档图1-4为实验用万用表直流电压档线路，给定表头参数同上。
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4.串联谐振电路的通频带
7.4 GLC并联谐振电路
串联谐振电路适用于低内阻的 信号源。当信号源内阻很大时，要 求谐振电路在谐振频率附近具有高
阻抗，这时可采用并联谐振电路。
实际的并联谐பைடு நூலகம்电路由电感
线圈和电容器并联组成，电容器
的损耗极小而忽略不计， R 为电
感线圈的损耗电阻，电路模型如
图 7-15 所示，下面讨论实际并联 谐振电路的谐振条件和谐振特性。
1. RLC串联电路的谐振条件
2. RLC串联电路的谐振特性
(1) 谐振时电路的阻抗最小，电流 最大 (2) 谐振时各元件上的电压 (3) 谐振时电路的功率与总储能
① 功率 ② 总储能
3. RLC串联谐振电路的频
率特性
电路的频率特性是指电路中电流、电 压等量随频率变化的情况。 (1) 电路导纳的频率特性 (2) 回路电流的频率特性 (3) 电容电压和电感电压的频率特性
7.2 RC电路的频率特性
1. RC低通电路 2. RC高通电路 3. RC选频电路 4. RC带阻电路 5. RC移相电路
(又称全通电路)
7.3 RLC串联谐振电路
串联谐振是交流电路的一种工作状态， 主要表现为谐振时回路电流与激励电压源 电压同相，电感电压与电容电压近似相等， 均比激励源电压高出许多倍。
线性电路在周期非正弦激励下的稳态
响应可按以下步骤求解：
① 利用傅立叶级数，将周期非正弦激
励分解成直流分量和各次谐波分量的和的
形式。在工程上根据误差要求截取有限项。
② 分别计算直流分量单独作用下
的直流稳态响应和各次谐波分量单独
作用下的正弦稳态响应(可采用相量法)。
③ 由叠加定理可知，非正弦周期
信号作用下电路的稳态响应是第②步
第七章 线性电路的频率响应特性
7.1 网络函数与电路的频率特性
7.2 RC电路的频率特性 7.3 RLC串联谐振电路 7.4 GLC并联谐振电路 7.5 非正弦周期信号激励下的稳态分析
7.1 网络函数与电路的频率特性
由上章可知，对于线性网络，若激励 为正弦信号，则响应为与激励同频的正弦 信号。网络函数定义为响应相量与激励相 量之比。 响应相量 H(jω)= 激励相量 上式中，并未对信号的频率 ω 加以限制， 说明H(jω)是频率 ω的函数，所以又被称为 网络的频率响应函数或网络的频率特性。
图7-15 实际并联谐振电路
7.5 非正弦周期信号激励下的稳态分析
1.非正弦周期信号表示为傅
立叶级数
由数学知识可知，若周期为 T 的周期 信号f(t)满足狄里赫利条件，即f(t)在一个周 期满足：
① 只有有限个不连续点 ② 只有有限个极大值和极小值 ③ 绝对可积
2.非正弦交流电路的稳态响应
各分响应瞬时值的叠加。
3.周期信号的有效值和功率
(1) 周期信号的有效值 (2) 周期信号电路的功率