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RLC串联谐振实验报告

电路原理实验报告

姓名：戴一凡

学号：201821095002

班级：轨道1801

电路原理实验报告

实验项目实验十六 RLC串联谐振电路的研究

实验时间2019-5-11 地点323 室温26 60%湿度标准大气压

实验人戴一凡学号************ 同组人**********13吕淼淼

1、实验目的

(1)学习用实验方法绘制RLC串联电路的幅频特性曲线。

(2)加深理解电路发生谐振的条件及特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。

2、原理说明

(1)在图16-1所示的RLC串联电路中，当正弦交流信号源ui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。取电阻R上的电压uo作为响应，当输入电压ui的幅值维持不变时，在不同频率的信号激励下，测出Uo之值，然后以f为横坐标，以Uo/Ui为纵坐标（因Ui不变，故也可直接以Uo为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，如图16-2所示。

(2)在处的频率点称为谐振频率，此时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。从理论上讲，此时Ui= UR= Uo，UL= UC= QUi，式中的Q称为电路的品质因数。

(3)Q值的两种测量方法，一是根据公式测定，UC与UL分别为谐振时电容C和电感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= f2-f1，再根据求出Q值。式中f0为谐振频率，f2和f1是失谐（输出电压幅度下降到最大值的0.707倍）时的上、下频率。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、选择性和通频带只决定于电路本身的参数，与信号源无关。

3、实验内容

3.1实验设备

表1 实验设备清单

序号	名称	型号与规格	中华民族根本利益所在是数量	备注
1	低频信号发生器		1	DG03
2	交流毫伏表		1
3	双踪示波器		1
4	频率计		1	DG03
5	谐振电路实验电路板	R=200Ω，1KΩ C=0.01μF，0.1μF，L≈10mH		DG07

3.2实验电路

按照实验电路如图16-3连接电路,C为0.01uF的电容,R为电阻箱。

3.3实验步骤

(1)计算谐振频率f0，当电感L=0.01H，C=0.01uF时,用计算谐振频率。

（2）①如图16-3组成监视、测量电路。选C1=0.01μF。用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压Ui=4VP-P，并保持不变。

②出电路的谐振频率f0，其方法是，将毫伏表接在R（200Ω）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UR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f0。

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，逐点测出UR以及相位差△φ，记入数据表2中。

④当C=0.01uF，R=1kΩ，重复步骤②③的实验过程，记录数据于表3中。

4、实验过程与数据记录

4.1数据记录

（1）当R=200Ω时，刑讯女犯以及相位差△φ的测量数据如下表所示：

表2 实验记录（1） R=200Ω Q=4.9

f（kHz）	8.11	9.21	10.22	11.50	12.12 人非生而知之者	13.24	14.10	14.5	15.9
UR(V)	0.289	0.357	0.444	0.562	0.730	0.988	1.39	1.65	2.11
△φ	80.9	71.1	63.9	50.2	43.3	33.1	24.3	20.1	0
f（kHz）	16	17.34	18.20	19.22	20.32	21.20	22.16	淮安pm2.523.14
UR(V)	2.09	1.66	1.25	0.983	0.805	0.682	0.594	0.526
△φ	-5.8	-21.6	-23.5	-38.9	-40	-42.3	-50.6	-53.2
						虞德海

（2）当R=1000Ω时，以及相位差△φ的测量数据如下表所示：

表3 实验记录（2） R=1000Ω暖通空调系统 Q=1

f（kHz）	12.3	13.2	14.0	14.5	15.1	15.9
UR(V)	1.86	1.98	2.07	2.09	2.11	2.12
△φ	50.2	33.9	17.6	14.4	3.2	0
f（kHz）	16.5	18.2	19.0	20.2	21.3	22.3
UR(V)	2.11	2.05	1.98	1.91	1.83	1.75
△φ	7.8	19.8	28.6	37.2	50.2	66.4

4.2 Matlab处理数据

（1）我们借助MATLAB，将第1项实验（表2）数据导入，编制程序做平滑处理，绘制电阻电压与频率的关系，并出谐振频率。程序如清单1所示，第二次实验的数据分析与此类似。

程序清单1 实验记录（1）数据分析程序

Clear; clc; %清空内存，清屏

>>x=[8.11 9.21 10.22 11.5 12.12 13.24 14.1 14.5 15.9 16 17.34 18.2 19.22 20.32 21.2 22.16 23.14];

>>y=[0.289 0.357 0.444 0.562 0.73 0.988 1.39 1.65 2.11 2.09 1.66 1.25 0.983 0.805 0.682 0.594 0.526];

>>values=spcrv([[x(1) x x(end)];[y(1) y y(end)]],3,1000); %平滑处理

>>plot(values(1,:),values(2,:))

①当R=200Ω时，幅频特性曲线与相频特性曲线如下图所示：

②当R=1000Ω时，幅频特性曲线与相频特性曲线如下图所示：

（2）根据品质因数Q,通频带B=，结合数据与曲线分析会有：

当R=200Ω时，B=

当R=1000Ω时，, B=

本文发布于:2024-09-20 17:23:08，感谢您对本站的认可！

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