实验六 串联谐振电路实验研究
串联谐振_实验报告
一、实验目的1. 理解串联谐振电路的基本原理和特性。
2. 掌握串联谐振电路的谐振频率、品质因数和通频带的测量方法。
3. 通过实验验证理论分析，加深对串联谐振电路的理解。
二、实验原理串联谐振电路由电感L、电容C和电阻R组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振和并联谐振。
本实验主要研究串联谐振电路的特性。
1. 谐振频率：串联谐振电路的谐振频率f0由以下公式给出：f0 = 1 / (2π√(LC))其中，f0为谐振频率，L为电感，C为电容。
2. 品质因数Q：串联谐振电路的品质因数Q表示电路的选频性能，由以下公式给出：Q = 1 / (R√(LC))其中，Q为品质因数，R为电阻，L为电感，C为电容。
3. 通频带：通频带B为谐振曲线两侧电流有效值下降到最大电流的1/√2时对应的频率范围，由以下公式给出：B = f2 - f1其中，f1为下限截止频率，f2为上限截止频率。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：提供不同频率的正弦交流信号。
2. 数字多用表：测量电压、电流和电阻。
3. 电感器、电容器和电阻器：构成串联谐振电路。
4. 电路连接线：连接实验仪器和设备。
四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，确保连接正确无误。
2. 将信号发生器的输出端连接到串联谐振电路的输入端。
3. 将数字多用表分别连接到电感、电容和电阻的相应位置，用于测量电压、电流和电阻。
4. 设置信号发生器的输出频率为f0，即谐振频率，观察并记录电路中的电压、电流和电阻的数值。
5. 改变信号发生器的输出频率，分别在谐振频率两侧的频率点测量电路中的电压、电流和电阻的数值。
6. 根据实验数据绘制幅频特性曲线，分析谐振频率、品质因数和通频带的特性。
7. 通过实验验证理论分析，总结实验结果。
五、实验结果与分析1. 谐振频率：实验结果显示，当信号发生器的输出频率为f0时，电路中的电压、电流和电阻的数值达到最大值，验证了谐振频率的理论分析。
2. 品质因数Q：实验结果显示，随着电阻的增大，品质因数Q减小，与理论分析一致。
串联谐振电路实验报告
串联谐振电路实验报告串联谐振电路实验报告引言：电路实验是电子工程专业学生的基础实践课程之一。
其中，串联谐振电路实验是一项非常重要的实验，它能帮助学生深入理解谐振电路的工作原理和特性。
本文将对串联谐振电路实验进行详细的介绍和分析。
一、实验目的串联谐振电路实验的主要目的是通过实际操作，观察和分析串联谐振电路的频率特性、幅度特性和相位特性，加深对谐振电路的理论知识的理解。
二、实验原理串联谐振电路由电感L、电容C和电阻R串联而成。
当电路中的电感和电容选择合适的数值，并且电路工作在谐振频率附近时，电路会表现出特殊的谐振现象。
在谐振频率附近，电路的阻抗最小，电流最大。
这种谐振现象可以通过实验来验证。
三、实验装置与步骤实验所需的装置主要有信号发生器、示波器、电感、电容和电阻等。
实验步骤如下：1. 搭建串联谐振电路，将信号发生器连接到电路的输入端，示波器连接到电路的输出端。
2. 设置信号发生器的频率为可变频率，初始值设置为较低的频率。
3. 调节信号发生器的频率，观察示波器上的波形变化。
4. 当示波器上的波形达到最大振幅时，记录此时的频率，即为谐振频率。
5. 重复步骤3和4，改变电路中的电感和电容数值，观察谐振频率的变化。
四、实验结果与分析在实验中，我们调整了电路中的电感和电容数值，并观察了谐振频率的变化。
实验结果表明，电路中的电感和电容数值越大，谐振频率越低。
这是因为电感和电容的数值决定了电路的固有频率。
另外，我们还观察了电路的幅度特性和相位特性。
在谐振频率附近，电路的幅度特性表现为电流最大，而在谐振频率两侧，电路的幅度逐渐减小。
相位特性则表现为在谐振频率附近，电路的输入信号和输出信号的相位差最小，而在谐振频率两侧，相位差逐渐增大。
五、实验误差与改进在实验过程中，我们注意到了一些误差。
首先，由于实际电路元件的参数可能存在一定的误差，所以实验结果与理论值可能会有一定的偏差。
其次，实验中的测量误差和仪器误差也会对实验结果产生影响。
电路实验6.RLC串联谐振.ppt
图5、真有效值交流 毫伏表，用来测量电 路中的电压。
1、在 不了解实验电 压大小的情况下，应 先选择较大量程，测 量时逐步切换至合适 量程；
2、L、C上的电压大 于R上电压，测量时 应注意切换量程；
3、当电压超量程报 警时应先拔下输入导 线，然后按复位按钮， 告警消失后切换至较 大量程再进行测量。
2、电路谐振的条件
由电阻R、电感L和电容C串联组成的一端口 网络如图1所示，该网络的等效复阻抗
Z R j L 1 C
是电源频率的函数。根据谐振的定义，当发 生谐振时，其端口电压与端口电流同相位。 满足此条件的复阻抗的虚部应该为零，即
亦即
Im Z j 0 L 1 C 0
得到谐振角频率为 0 ，有 0 1 LC
本步骤的注意事项：
• 实验电路谐振时Uo的大小并不等于输入电压
• f0应至少精确到100Hz • 测量UC和UL注意及时更换毫伏表的量限
(3)在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1KHz，
依次各取8 个测量点(即总测量点数为17个），逐点测
出UO，UL，UC之值，记入数据表格。
f(KHz)
UO(V)
5.要提高R、L、C串联电路的品质因数，电 路参数应如何改变
6.本实验在谐振时，对应的UL与UC是否相等？ 如有差异，原因何在？
3、谐振电路的特性
电路达到谐振时，XL＝Xc，电路呈纯阻性，电 路阻抗的模为最小。在输入电压Ui为定值时， 电路中的电流达到最大值，且与输入电压Ui同 相位。从理论上讲，此时 Ui＝UR＝UO，UL＝Uc ＝QUi，有
Q UL 0 UC 0 0L 1 1 L
U
U
R 0CR R C
式中的Q 称为电路的品质因数。
串联谐振电路 实验报告
串联谐振电路实验报告串联谐振电路实验报告引言：谐振电路是电子学中的重要概念之一，它在无线通信、电力传输等领域有着广泛的应用。
本次实验旨在通过搭建串联谐振电路，研究其特性和参数对电路性能的影响，进一步加深对谐振电路的理解和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的有以下几点：1. 了解谐振电路的基本原理和特性；2. 学习搭建串联谐振电路的方法和步骤；3. 研究不同参数对谐振电路性能的影响；4. 掌握使用示波器测量电路波形和频率的方法。
二、实验原理1. 谐振电路的基本原理谐振电路是指当电路中的电感和电容元件的阻抗相等时，电路会发生谐振现象。
谐振电路可以分为串联谐振电路和并联谐振电路两种类型。
本次实验中我们将重点研究串联谐振电路。
2. 串联谐振电路的特性串联谐振电路由电感、电容和电阻组成，其特性由谐振频率、品质因数和带宽等参数决定。
谐振频率是指电路中电感和电容元件的阻抗相等时的频率，品质因数是指电路的能量损耗程度，带宽则是指在谐振频率附近电路的工作频率范围。
三、实验步骤1. 搭建串联谐振电路根据实验要求，选择合适的电感、电容和电阻元件，按照电路图搭建串联谐振电路。
确保电路连接正确，元件无损坏。
2. 测量电路参数使用示波器测量电路的输入和输出波形，记录谐振频率、品质因数和带宽等参数。
根据波形的振幅和相位差，可以进一步分析电路的频率特性和相位特性。
3. 改变电路参数逐步改变电路中的电感、电容或电阻元件的数值，观察电路参数的变化情况。
比较不同参数对谐振频率、品质因数和带宽的影响，分析电路性能的变化规律。
四、实验结果与分析通过实验测量和数据记录，我们得到了一系列关于串联谐振电路的参数和波形数据。
根据测量结果，我们可以得出以下结论：1. 谐振频率随电感和电容数值的变化而变化，可以通过调节这两个元件的数值来实现对谐振频率的调节。
2. 品质因数与电路中的电阻有关，电阻越小，品质因数越大，电路的能量损耗越小。
3. 带宽与品质因数呈反比关系，品质因数越大，带宽越小，电路的频率选择性越强。
串联谐振电路的研究实验报告
串联谐振电路的研究实验报告《串联谐振电路的研究实验报告》摘要：本实验旨在研究串联谐振电路的特性和性能，通过实验测量和分析，探讨串联谐振电路的频率响应、幅频特性和相频特性等参数，为电路设计和应用提供理论依据和实验数据支持。
实验结果表明，串联谐振电路在一定频率范围内具有较好的谐振特性，适用于特定的电路应用。
关键词：串联谐振电路，频率响应，幅频特性，相频特性引言：串联谐振电路是一种重要的电路结构，在许多电子设备和通信系统中都有广泛的应用。
它具有谐振频率窄、增益高、频率选择性好等特点，因此在滤波、调谐、信号处理等方面具有重要作用。
为了更好地理解串联谐振电路的特性和性能，本实验通过实验测量和分析，探讨了串联谐振电路的频率响应、幅频特性和相频特性等参数，为电路设计和应用提供理论依据和实验数据支持。
实验装置与方法：本实验采用了一台信号发生器、串联谐振电路、示波器等仪器设备。
首先通过信号发生器输入不同频率的正弦信号，然后通过串联谐振电路进行滤波和增益，最后通过示波器观察输出信号的波形和频率特性。
通过调节信号发生器的频率，可以得到串联谐振电路的频率响应曲线，并进一步分析幅频特性和相频特性。
实验结果与分析：经过实验测量和分析，得到了串联谐振电路的频率响应曲线，发现在谐振频率附近具有明显的幅度增益和相位变化。
同时，通过改变电路参数和信号频率，得到了串联谐振电路的幅频特性和相频特性曲线，验证了理论模型的有效性。
实验结果表明，串联谐振电路在一定频率范围内具有较好的谐振特性，适用于特定的电路应用。
结论：本实验通过对串联谐振电路的研究实验，得到了一些有益的结论和实验数据，为电路设计和应用提供了理论依据和实验支持。
通过对串联谐振电路的频率响应、幅频特性和相频特性等参数的测量和分析，可以更好地理解串联谐振电路的特性和性能，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
希望本实验能对学生们的电路实验教学和科研工作有所帮助。
实验六.RLC串联电路谐振
(2)R=51 ，重复上述步骤，并将结果记录于表中。
量值
测量值
通频带 理论值
R
UR UC Q f0 f1 f2 f f0 Q
Q f0 f
Q值越大，通频带宽度越小，选择性越强。
四、实验内容
1.谐振频率和品质因数的测量：
按图所示连接电路。信号源为电压恒定的正 弦信号，频率在500—140KHz之间变化（注 意用示波器监视US的大小）。
L 10mH
C 0.047F
US (t)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R UR(t)
(1) R=510，调节函数信号发生器，输出电压恒定
UR(V) I= UR/R
电路性质
R=51 f0
注：在f0附近应多取一些值。
五、实验报告要求
1. 整理实验数据，记录于相应的表中。 2. 根据实验数据绘制I-f曲线图(标出f0、I0)。 3. 讨论比较谐振频率f0、Q值的理论计算值与
实验测试值，进行结果、误差分析。
实验六：RLC串联谐振电路
一、实验目的
1.观察谐振现象，加深对串联谐振电路的 理解。
2.掌握测量谐振频率、品质因数和绘制频 率特性曲线的方法。
3.认识品质因数对电路选择性的影响。
二、实验设备
1.交流毫伏表 2.函数信号发生器 3.双踪示波器 4.元器件板
三、实验原理
在RLC串联电路中，当电 源电压与电路中的电流 同相时，即为谐振。
f0
2
1 LC
实验六-谐振电路【PPT课件】PPT课件
Z0
2
1
L
rL
1 rLC
2
1 Q2
0
0
所作出的谐振曲线如图6.6所示,由图可见,其形状与串联谐振
曲线相同,其差别只是纵坐标不同,串联谐振时为电流比 ,并联谐振时为阻抗比,当ω=ω0时,阻抗达到最大值。同样,谐 振回路Q值越大,则谐振曲线越尖锐,即 对频率的Z选择性越好。
当激励源为电流源时,谐振电路的端电压对频 率具有选择性,这一特性在电子技术中得到广泛应用。
I0
0
f
f0
关系曲线],也
2. 根据所测实验数据,在坐标上绘出并联谐振电路的通
用幅频特性曲线[即 曲线。
Z 关系 f曲 线],也就是U0与f关系
Z0
0
f0
3. 根据记录数据及曲线,确定在串联谐振电路和并联谐
振电路中不同R值时的谐振频率f0,品质因数Q及通频带
BW,与理论计算值进行比较分析,从而说明电路参数对
Q UL UC 0L 1 1 L US US R 0RC R C
式中, 称L 为谐振电路的特征阻抗,在串联谐振电路中 C
L C
0
L
1 0C
。
RLC串联电路中,电流的大小与激励源角频率之间的
关系,即电流的幅频特性的表达式为
I
US
US
R2
L
1 C
2
2
R
1 Q2
0
0
根据上式可以定性画出,I(ω)随ω变化的曲线,如图6.2所
L rLC
1
1
jQ
0
0
Z0
1
1
jQ
0
0
在电感线圈电阻对频率的影响可以忽略的条件下,RL与C 并联谐振电路的幅频特性可用等效阻抗幅值随频率变化
串联谐振电路实验报告
串联谐振电路实验报告摘要：本实验旨在研究串联谐振电路的电压响应特性，通过实验测量得到谐振频率，验证理论计算与实验结果的一致性。
一、实验目的：1.研究串联谐振电路的电压响应特性；2.通过实验测量得到谐振频率，验证理论计算与实验结果的一致性。
二、实验原理：根据串联谐振电路的特点，可以推导得到谐振频率的表达式：f=1/(2*π*√(L*C))三、实验器材：1.功率信号发生器；2.数字多用表；3.电感、电容和电阻；4.示波器；5.连接线等。
四、实验步骤：1.按照实验电路图连接电路，保证电路连接正确；2.调节信号发生器的频率为待测频率f；3.用数字多用表测量电容C的实际值，记录；4.通过示波器观察电感L两端或电阻R两端的电压波形，调整频率使波形达到最大幅度；5.记录此时的频率f0和相关的电压幅度值；6.重复步骤2-5，记录多组数据。
五、实验数据及处理：实验数据如下表所示：（表格包括频率f、电容实际值C、电压幅度U、幅值最大时的频率f0以及理论计算值）------------------------------------------------------------频率f，电容实际值C，电压幅度U，第一次谐振频率f0，理论计算---------，--------------，---------------，-------------------，-----------...，...，...，...，..------------------------------------------------------------根据上述表格数据，可以绘制出频率f和电容实际值C、电压幅度U 的关系曲线，以及频率f和理论计算值的关系曲线。
六、实验结果分析：1.对比实验测量值和理论计算值，可以评估实验结果的准确性和可靠性；2.在频率f0附近，电压幅度U达到最大，验证了串联谐振电路在谐振状态时电压幅度最大的特点；3.通过频率f0和相关的电容实际值C，可以计算出电感L的实际值。
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实验六 串联谐振电路实验研究
一、实验目的
1. 学习用实验方法测试R 、L 、C 串联谐振电路的幅频特性曲线。
2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点、掌握电路品质因数的物理意义及其测定方法。
二、原理说明
1. 在图6-1所示的R 、L 、C 串联电路中，当正弦交流信号源的频率f 改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f 而变。
取电路电流I 作为响应，当输入电压U i 维持不变时，在不同信号频率的激励下，测出电阻R 两端电压U 0之值，则I=
R
U 0，然后以f 为横坐标，以I 为纵坐标，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性，
亦称电流谐振曲线，如图6-2所示。
图 6-1 图 6-2
2. 在f ＝f 0＝LC 2π1
处(X L ＝X C )，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，该频
率称为谐振频率，此时电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小，在输入电压U i 为定值时，电路中的电流I 0达到最大值，且与输入电压U i 同相位，从理论上讲，此时 U i ＝U R ＝U 0，U L0＝U C0＝QU i ，式中的Q 称为电路的品质因数。
3. 电路品质因数Q 值的两种测量方法 一是根据公式 0
00U U U U Q C L ==
测定U C0与U L0分别为谐振时电容器C 和电感线圈L 上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度 △f ＝f h －f l ，再根据l
h 0f f f Q -=
求出Q 值，式中f 0为谐振频率，f h 和f l 是失谐时， 幅度下降到最大
值的
0.707)(2
1 倍时的上、下频率点。
Q 值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好， 在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。
三、实验设备
注：本实验的L ＝约30mH 四、实验内容
1. 按图6-3电路接线，取C=2200PF ，R ＝510Ω，调节信号源输出电压为1V 正弦信号，并在整个实验过程中保持不变。
2. 找出电路的谐振频率f 0，其方法是，将交流毫伏表跨接在电阻R 两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变），当U 0的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f 0，并测量U 0、U L0、U C0之值（注意及时更换毫伏表的量限），记入表格中。
图 6-3
3. 在谐振点两侧，应先测出下限频率f l和上限频率f h及相对应的电压值，然后逐点测出不同频率下的U0、U L0、U C0，记入表格中，做出频率特性曲线。
五、实验注意事项
1. 测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，在变换频率测试时，应调整信号输出幅度，使其维持在1V输出不变。
2. 在测量U C0和U L0数值前，应及时改换毫伏表的量限，而且在测量U C0与U L0时毫伏表的“＋”端接C与L的公共点，其接地端分别触及L和C的近地端N1和N2。
3. 实验过程中交流毫伏表电源线采用两线插头。
六、预习思考题
1. 根据实验电路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。
2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值？
3.通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。