实验串联谐振电路精品文稿.ppt

实验串联谐振电路实验串联谐振电路第1页，本讲稿共13页1.学习用实验方法绘制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（电路Q 值）的物理意义及其测定方法。制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心实验目的第2页，本讲稿共13页 在图在图9-1所示的所示的R、L、C串联电路中，当正弦交流信号源的频率串联电路中，当正弦交流信号源的频率 f改变改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f而变。而变。取电阻取电阻R上上的电压的电压uo作为响应，当输入电压作为响应，当输入电压ui的幅值维持不变时，的幅值维持不变时，在不同频率的正弦信在不同频率的正弦信号激励下，测出号激励下，测出UO之值，然后以之值，然后以f为横坐标，以为横坐标，以UO/Ui为纵坐标（因为纵坐标（因Ui不变，不变，故也可直接以故也可直接以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，如图称谐振曲线，如图9-2所示。所示。制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心原理说明第3页，本讲稿共13页2.在在ff0 处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时XLXc，电路，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压呈纯阻性，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，且与输入电压为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压ui 同同相位。从理论上讲，此时相位。从理论上讲，此时 UiUROUO，ULOUCOQUi，式中的，式中的Q 称为电路的品质因数。称为电路的品质因数。3.电路品质因数电路品质因数Q值的两种测量方法值的两种测量方法一是根据公式一是根据公式Q 测定，测定，UCO与与ULO分别为谐振时电容器分别为谐振时电容器C 和电感线圈和电感线圈L 上的电压；另一上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度ffHfL，再根据，再根据Q 求出求出Q 值。式中值。式中f0为谐振频率，为谐振频率，fH和和fL是失谐时，是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的亦即输出电压的幅度下降到最大值的1/(0.707)倍时的上、下频率点。倍时的上、下频率点。Q 值越大，值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。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。于电路本身的参数，而与信号源无关。制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心原理说明第4页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心实验设备 天煌教仪(DGJ-1实验台)函数信号发生器第5页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心实验内容 按图9-3组成监视、测量电路。选用R=200、C=0.01f。用交流毫伏表测量电压。令信号源输出电压为Ui=3V正弦波，并在整个实验过程中保持不变。第6页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心实验内容找出电路的谐振频率f0方法是：将毫伏表跨接在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Uo 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，并测量U0、UL0、UC0之值，记入表格中。第7页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心实验内容在谐振点两侧，应先测出下限频率fL和上限频率fH及相对应的UO值，然后再逐点测出不同频率下的UO值，记录之。第8页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心实验内容将电阻R改为1K，重复步骤2，3 的测量过程。第9页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心注意事项1.测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。在变换频率测试前，在变换频率测试前，应调整信号输出幅度（用示波器监视输出幅度），使其维持在应调整信号输出幅度（用示波器监视输出幅度），使其维持在3V。2.测量测量UCO和和ULO数值前，应将毫伏表的量限改大，数值前，应将毫伏表的量限改大，而且在测量而且在测量ULO与与UCO时毫伏表的时毫伏表的“”端应接端应接C与与L的公共点，其接地端应分别触及的公共点，其接地端应分别触及L和和C的近地端的近地端N2和和N1。第10页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心思考题 1.改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R 的的数值是否影响谐振频率值？数值是否影响谐振频率值？2.谐振时，对应的谐振时，对应的ULO与与UCO是否相等？如有差异，原是否相等？如有差异，原因何在？因何在？第11页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心实验报告1.1.根据测量数据，绘出不同根据测量数据，绘出不同Q Q值时两条幅频特性曲线，值时两条幅频特性曲线，U UO Of(f)f(f)2.2.计算出通频带与计算出通频带与Q Q值，说明不同值，说明不同R R值时对电路通频带与品质因数值时对电路通频带与品质因数的影响。的影响。3.3.对两种不同的测对两种不同的测Q Q值的方法进行比较，分析误差原因。值的方法进行比较，分析误差原因。4.4.通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。第12页，本讲稿共13页制作单位：河南大学基础实验教学中心电工电子分中心 预 习 实验十、三相交流电压、电流测量实验十、三相交流电压、电流测量第13页，本讲稿共13页