RLC串联谐振电路的研究

  华意电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家，本公司生产的串联谐振在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。

一、实验目的

1．学习测定RLC串联电路的谐振频率，加深对RLC串联电路谐振特点的理解。

2．学习测定RLC串联电路电流谐振曲线的方法。

3．熟悉数字万用表的使用方法。

二、实验原理

1．在图l所示的RLC串联电路中，改变正弦交流信号Ui的频率f时，电路中的感抗、容抗随之改变，电路中的电流也随f而改变。在保持Ui幅度不变时，改变Ui的频率f，在不同频率的作用下，测出R两端电压U0，则I=，然后以f为横坐标，以I为纵坐标，绘出光滑的曲线，即为RLC电路的幅频特性，也称为电流谐振曲线，如图2所示。

2、在处，即（XL=XC）

幅频特性曲线尖峰所在的频率点，该频率点称为谐振频率，此时电路呈纯阻性，电路总阻抗最小Z=R，在Ui为定值时，电路中的电流I0达到最大值，且与输入电压Ui同相位，理论上，此时UL0=UC0=QUi。

式中Q称为电路的品质因数，即

当L、C一定时，Q值由电路中的总电阻决定，电阻R越小，品质因数Q越大。

3．电路品质因数Q值的两种测量方法。

（1）根据公式

测定，UL0与UC0分别为谐振时电感和电容上的电压；

（2）通过测量谐振曲线的通频带宽度再根据求出Q值，式中为谐振频率，和是失谐时，幅度下降到最大值的0.707倍时的上、下频率点。Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路选频特性越好。

三、实验仪器

1.函数信号发生器

2.台式万用表

3双踪示波器

4.KHDL-3实验箱

（注：本实验中L约为30mH）

四、实验内容及步骤  

按图3电路接线，取R＝200Ω，C=0.1uf，调节函数信号发生器，使其输出一个1V的正弦信号（DM-441B的AC 2V 挡测得），并在整个实验过程中保持Ui=1V幅值不变。

1、找出电路的谐振频率 。其方法是，将数字万用表接在电阻R两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号发生器的输出电压幅度不变），当UO的读数为最大时，读出信号发生器的频率显示值，即为谐振频率fo，然后测量出U0、UC0、UL0之值（注意及时更换万用表的量程）

2、测定电流谐振曲线。在谐振点两侧，应先测出 和 相应的U0值，然后逐点测出不同频率下U0值

五、实验报告

根据实验数据绘制出两种R参数下的幅频特性

六、实验预习

1、根据实验电路给出的元件参数值（L=30mH，C=0.1uF），估算电路的谐振频率，估算两种R参数下品质因数Q和通频带。

2、如何判别电路是否发生谐振？

3、电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大?如果信号源电压1Ｖ，电路谐振时，用数字万用表测UL和UC，应该选择多大的量程？

七、实验注意事项

1．实验过程中测量电压时，注意万用表的当前状态应设置为交流电压

2．实验过程中要始终保持Ui电压值为1V不变，特别是改变频率时尤其要注意。

3．在测量UC0和UL0数值前，应根据实验前估算的数值及时更换万用表的量程，在测量UC0和UL0时，万用表的“红表笔”端接C与L的公共点，其黑表笔分别触及L和C的另外一端。