RLC串联电路的幅频特性与谐振现象
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。
大学物理实验-RLC 电路的稳态特性研究
RLC 电路的稳态特性研究【实验目的】1、了解RLC 串联电路的相频特性和幅频特性；2、观察和研究RLC 电路的串联谐振现象；3、进一步巩固示波器的使用；4、掌握两种示波器测量相位的方法。
【实验仪器】SS-7802A示波器，TFG1005型函数信号发生器，电路元件等。
【实验原理】一、电路基本知识回顾二、RLC 串联电路的相频特性和幅频特性RLC 串联电路如图1 所示，通过正弦稳态交流电流，运用复数运算法，其电路方程可写成：其中， f = f2-f1 .三、两种用示波器测量相位的方法示波器可以用来测量电压，周期，还可以测量相位差，有两种方法可以测量相位差：1．双踪法比较法双踪法是用双踪示波器在荧光屏上直接比较两个被测电压的波形来测量其相位关系。
测量时，由通道1 和2 分别输入两个频率相同而相位不同的正弦电压信号，波形显示如图3（a）所示。
相应的相位为：2．李萨如图形法测相位将示波器设为X-Y 工作方式，由CH1 和CH2 输入的正弦电压信号分别加在X 和Y 方向。
电子束光点同时在X 和Y 方向上做简谐振动，荧光屏上显示的图形为电子束光点的运动轨迹，该图称为李萨如图，原理如图3（b）所示。
【实验内容和要求】电路参数: L=10mH, C=0.1μF, R=51Ω，R L用万用表测量。
信号源输出电压满足：Upp<4V，按图4 连线，注意共地点。
图4 RLC 电路串连电路1．根据所选L和C 的数值，计算相应的谐振频率f0，并通过实验进行测量，计算相对误差。
2．观察谐振前后电流信号强度的变化，并记录现象。
3．利用比较法或李萨如图方法测量相频特性曲线:频率扫描范围：1500-15000Hz。
测量不少于25个点，在谐振频率附近应该多取几个点。
注意频率偏离谐振频率时相位的符号（大于－正号，小于－负号）；绘图时频率取对数坐标，对数轴取为f/ f0，并与理论曲线比较，分析误差产生的原因。
4．测量幅频特性:保持信号源电压U 不变（即CH1电压波的幅值不变，可取U PP=3V）, 频率扫描范围：200-5500Hz。
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。
rlc串联谐振电路总结
rlc串联谐振电路总结RLC串联谐振电路总结引言RLC串联谐振电路是一种基础的电路，广泛应用于各个领域，如通信、电力系统、医疗设备等。
本文将详细介绍RLC串联谐振电路的基本原理、特性以及应用，并结合实际案例进行分析和讨论。
一、RLC串联谐振电路的基本原理1.1 RLC电路元件介绍RLC电路由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成。
电阻是消耗电能的元件，电感是储存电能的元件，电容是储存电能的元件。
1.2 谐振的概念谐振是指电路中某些电压或电流的幅度具有最大值的现象。
RLC串联电路中，当电感、电容和电阻的参数选择合适时，可以实现谐振。
1.3 LRC电路的阻抗RLC串联电路的总阻抗可表示为Z = R + j(Xl - Xc)，其中R是电阻，j是虚数单位，Xl是电感的感抗（即感性阻抗），Xc是电容的容抗（即容性阻抗）。
感抗和容抗在不同频率下具有不同的大小和方向。
1.4 谐振频率谐振频率是指电路中感抗和容抗大小相等，阻抗最小的频率。
谐振频率可通过求解总阻抗为实数的频率得出。
二、RLC串联谐振电路的特性2.1 幅频特性幅频特性是指在不同频率下电压或电流的大小变化规律。
RLC串联电路在谐振频率附近，电压或电流的幅度较大，达到最大值；而在谐振频率之外，幅度逐渐减小。
2.2 相频特性相频特性是指在不同频率下电压或电流的相位差变化规律。
在谐振频率附近，电压与电流的相位差为0，即电压和电流完全同相；而在谐振频率之外，相位差逐渐增大。
2.3 幅相特性幅相特性是指在不同频率下电压或电流的幅值与相位差的关系。
在RLC串联电路中，幅值与相位差之间存在一定的关系，通常在Bode图中表示。
三、RLC串联谐振电路的应用3.1 通信领域RLC串联谐振电路在通信领域中被广泛应用于滤波器、调谐器等电路中。
通过合理选择电阻、电感和电容参数，可以实现滤波、频率选择功能。
3.2 电力系统RLC串联谐振电路在电力系统中用于电力因数校正、电力滤波等应用。
实验四十八RLC串联交流电路的研究
实验四十八 RLC 串联交流电路的研究一、实验目的1．研究RLC 串联电路的交流谐振现象。
2．测量RLC 串联谐振电路的幅频特性曲线。
3．学习并掌握电路品质因数Q 的测量方法及其物理意义二、实验原理图1 RLC 串联谐振电路1．RLC 串联谐振电路在RLC 串联电路中，若接入一个电压幅度一定，频率f 连续可调的正弦交流信号源（图1），则电路参数都将随着信号源频率的变化而变化。
电路总阻抗 （1）222C L 2)C 1L (R )X X (R Z ωω−+=−+= （2）22i i )(R ωω−+C 1L u Z u I ==在以上三个式子中，信号源角频率f πω2=，容抗 ，感抗L X L ω=。
各参数随变化的趋势如图2所示。
0f C1X C ω=ω很小时，电路总阻抗；ω很大时，电路总阻抗22C 1R Z ⎟⎠⎝ω⎞⎜⎛+→图 2 RLC 串联谐振电路I 随ω的变化曲线 ，当 ，容抗感抗互相抵消，电路总阻抗Z=R ，为最小值，而此时回路电流则成为最大值 ，这个现象即为谐振现象。
发生谐振时的频率f 0称为谐振频率，此时的角频率C1L ωω=22)L (R Z ω→0ω即为谐振角频率，它们之间的关系为： （4） 谐振时，通常用品质因数Q 来反映谐振电路的固有性质，结论：（1）在谐振时，u R =u i ，u L =u C =Qu i ，所以电感和电容上的电压达到信号源电压的Q 倍，故串联谐振电路又称为电压谐振电路。
（2）Q 值决定了谐振曲线的尖锐程度，或称为谐振电路的通频带宽度，见图2，当电流I 从最大值 LC 212f LC 1000ππωωω====，(6) C R R 0ωL 1L 10ωRC (5) V V V V R Z R Z Q R L R C L C =======Q R V I i =maxI max 下降到 时，在谐振曲线上对应有两个频率和，1f 2f 12f f BW −=，即为通频带宽度。
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。
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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Z R j(L 1 ) Z e j C
当
L
1 C
时，电路呈现电阻性，
U
s
一定时，电流达最大，这种现象称为串
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
1 LC
或
f0
2
1 LC
上式表明谐振频率仅与元件参数 L、C 有关，而与电阻 R 无关。
L
.
.+ I
US -
R
C
图 4-1 2．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
《电路原理》
实验报告
学号：1138035 实验地点：理工楼605
姓名： 杜响红 实验时间：2012.5，17
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。
三，实验原理
1．R、L、C 串联电路(图 4-1)的阻抗是电源频率的函数，即：
六、实验结果与分析
1
ω
π
0
ω 1' ω 1 ω 2 ω 2'
2
ω0
2
ω0 ω0 ω0 ω0
图 4-3
图 4-4
谐振电路的幅频特性和相频特性是衡量电路特性的重要标志
四.仪器设备 1．电路分析实验箱 2．信号发生器 3．交流毫伏表 4．双踪示波器
一台 一台 一台 一台
五．实验内容与步骤
按图 4-5 连接线路，电源U S 为低频信号发生器。将电源的输出电压接示波器的 YA 插座，输出电流从 R 两端取出，接到示波器的 YB 插座以观察信号波形，取 L 0.1H ， C 0.5F ， R 10Ω，电源的输出电压U S 3 V。
3．测定电路的相频特性 仍保持U S =3V，L=0.1H，C=0.5F， R 10 。以 f 0 为中心，调整输入电源 的频率从 100Hz~2000Hz。在 f 0 的两旁各选择几个测试点，从示波器上显示的电 压、电流波形上测量出每个测试点电压与电流之间的相位差 u i ，数据表 格自拟。
X
R
R
显然，当电源频率
从
0
变到 0
时，电抗
X
由
变到
0
时，
角从
2
变到
0，电路为容性。当
从0
增大到
时，电抗
X
由
0
增到
，
角从
0
增到
2
，
电路为感性。相角 与 的关系称为通用相频特性，如图 4-4 所示。 0
I0 I
1
0 .7 0 7
Q 1〉Q 2
Q2
Q1
Q 1〉Q 2
π 2
Q1
Q2
0
ω
1
2
ω0
L
C
示波器
.+
US -
R
YB
YA
图 4-5 1．计算和测试电路的谐振频率
①
f0
2
1 LC
用 L、C 之值代入式中计算出 f 0 。
② 测试：用交流毫伏表接在 R 两端，观察U R 的大小，然后调整输入电源的 频率，使电路达到串联谐振，当观察到U R 最大时电路即发生谐振，此时的频率 即为 f 0 (最好用数字频率计测试一下)
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。
③ 激励电压与响应电流的相位差 角和激励电源角频率 的关系称为相频
特性，即：
( )
arctg
L
1 c
arctg
2．测定电路的幅频特性
① 以 f 0 为中心，调整输入电源的频率从 100Hz~2000Hz，在 f 0 附近，应多取 些测试点。用交流毫伏表测试每个测试点的U R 值，然后计算出电流 I 的值，记 入表格 4-1 中。
表 4-1
f (Hz)
f0
U R (mV)
I(mA)
② 保持U s =3V，L=0.1H，C=0.5F，改变 R，使 R 100 ，即改变了回路 Q 值，重复步骤①。
ω
图 4-2
有时为了方便，常以 为横坐标， I 为纵坐标画电流的幅频 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， I 下降越厉害，电路的选择性就越好。
I0
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
形称为串联谐振曲线。电流与角频率的关系为：
I ()
US
US
R 2 L 1 2 c
R
1
Q
2
0
0
2
I0
1
Q
2
0
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)。显然 Q 值越大，曲线越尖锐。
I
Q 1〉Q 2
Q1 Q2
0
ω0
Q UL UC 0L 1 1 L U S U S R 0CR R C
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
US R
3．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