1 / 24

交流电路的谐振现象

交流电路的谐振现象. 理学院　物理实验中心　. 一、实验目的. 1 、 观察交流电路的谐振现象 , 了解谐振电路 产生谐振的条件及特征。 2 、 测量谐振电路的谐振曲线。 3 、 掌握串联谐振电路品质因数 Q 的测量方法及其物理意义。. 二、实验仪器. ◆ 标准电感 ◆ 标准电容 ◆ 电阻箱 ◆ 功率函数信号发生器 ◆ 数字万用表. 三、实验原理. 串联谐振电路 并联谐振电路 谐振电路 是由电感 L 、电容 C 及电阻 R 构成的。. ( 一 ) RLC 串联谐振电路.

maia-tucker
Download Presentation

交流电路的谐振现象

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 交流电路的谐振现象 理学院　物理实验中心　

  2. 一、实验目的 1、观察交流电路的谐振现象,了解谐振电路 产生谐振的条件及特征。 2、测量谐振电路的谐振曲线。 3、掌握串联谐振电路品质因数Q的测量方法及其物理意义。

  3. 二、实验仪器 ◆ 标准电感 ◆ 标准电容 ◆ 电阻箱 ◆ 功率函数信号发生器 ◆ 数字万用表

  4. 三、实验原理 串联谐振电路 并联谐振电路 谐振电路是由电感L、电容C及电阻R构成的。

  5. (一) RLC串联谐振电路 在RLC串联谐振电路中，若接入一个输出电压幅值一定、输出频率f连续可调的正弦交流信号源 ，则电路中的许多参数都将随着信号源频率的变化而变化。

  6. 回路电流 信号源电压与电流之间的位相差

  7. 电路中阻抗随ω的变化而变化

  8. 电压与电流相位随ω的变化

  9. 串联谐振特性曲线

  10. 通频带宽度为在谐振峰两边，电流值为其极大值的( )即0.707倍的两点所对应的频率之差：　

  11. 谐振电路的通频带宽度反比于谐振电路的Q值。Q值越大，通频带宽度越小，谐振曲线也越尖锐，谐振电路的频率选择性越强。

  12. 小结 RLC串联谐振电路特性如下： 谐振时 1）电路总阻抗最小,为纯电阻； 2）回路电流最大； 3）电压、电流位相一致； 4）电感上的电压UL与电容上的电压UC大小相等,位相相差π，且是总电压U~的Q倍。故又称串联谐振为电压谐振。 5）电路对频率具有选择性。

  13. RLC并联电路也具有谐振的特性，但是与RLC串联电路有较大的差别，电路总阻抗、回路中电压与电流之间的相位差与角频率的关系如下：RLC并联电路也具有谐振的特性，但是与RLC串联电路有较大的差别，电路总阻抗、回路中电压与电流之间的相位差与角频率的关系如下： （二）RLC并联谐振现象

  14. 并联谐振电路的性质 （1）并联谐振电路的总电流和等效阻抗的频率特性与串联谐振电路相反。在谐振频率下，电流有极小值，而等效阻抗有极大值。 （2）并联谐振电路位相的频率特性与串联谐振电路相反。低频时φ>0，整个电路呈电感性；高频时φ<0，整个电路呈电容性。谐振角频率为： （3）谐振时，两分支内的电流几乎相等，位相几乎差π，所以外电路中的总电流很小。分支内的电流近似为总电流的Q倍，因而，并联谐振也称为电流谐振 。 （4）并联谐振电路的频率选择性和Q值的关系与串联谐振电路相似。 Q值越大，选择性就越强。

  15. 四、实验内容及步骤 1.测定不同电阻值下RLC串联电路的谐振特性曲线（即 I-f曲线） RLC参数：L=0.1H,C=0.05μF，R1=100Ω，R2=500Ω 数据测量如下： 1）.按表1中给出的频率,逐一进行频率设定,在改变频率的同时,要保证信号源加至串联回路两端的电压 U=1V,调整测定 U=1V后，测量电阻上的电压并将其记录在表1中。 2）.当频率为谐振频率f(2.25KHz)时，除了记录电阻上的电压之外，同时要分别测量电容及电感上的电压,并进行记录。

  16. 五、实验数据及处理 表1

  17. 数据处理： 1）由表1中电阻上的电压数据计算出不同频率下的回路电流 2）将两条I-f曲线绘制在同一坐标系中，并进行比较；3）将谐振频率f0的实验值与理论值进行比较；4）从I-f曲线上计算出△f。将品质因数的实验值 和理论值 进行比较。

  18. 六、思考题 ★.为了保证输出电压不变，每次改变信号源频率后，都要调整信号源的输出电压，为什么？ ★.列举谐振现象在实际生活中的应用。 ★.根据RLC串、并联电路的谐振特点，在实验中如何判断电路达到了谐振？ ★.串联谐振电路的所有特性的根源在于什么？ ★.在串联谐振电路中，谐振时的总阻抗等于电阻，从而总电压和电阻上的电压相等。这是否说，电容和电感上此时没有电压呢？实验操作中应该注意什么？

More Related