RLC稳态电路-2020.pdf

RLC串联电路的稳态特性串联电路的稳态特性20202020年年何何 林林北京师范大学物理实验教学中心北京师范大学物理实验教学中心注:部分资料来源于互联网实验目的实验目的1、了解RLCRLC串联电路的相频特性和幅频特性；2、观察和研究电路的串联谐振现象；3、进一步巩固示波器的使用；4、掌握两种示波器测量相位的方法；实验原理实验原理1.RLC1.RLC串联电路的幅频特性串联电路的幅频特性:LCRUI2211()1()ZRj LjRjLCCUUIZRLC=+=+=+总阻抗：电流：1,()ULICR=当时电流出现最大值 谐振幅频特性幅频特性I 0 0(f0)(f)实验原理实验原理2.RLC2.RLC串联电路的相频特性串联电路的相频特性:1()UI RjLC=+电路方程：1arctanLCR=电压与电流的相位差：UIL C R相频特性相频特性/2-/2 (f)0 0(f0)0110,LC10,210,02LCLCLC=时 电路发生谐振，谐振频率时电路呈感性，则时电路呈容性，则实验内容实验内容实验内容实验内容实验内容实验内容实验内容实验内容测量电路图测量电路图:注意共地！注意共地！实验内容实验内容两种方法测量相频特性：两种方法测量相频特性：频率可由信号发生器直接读出。频率可由信号发生器直接读出。相位由比较法或李萨如图测的相位由比较法或李萨如图测的uitT tTt=2相位差txxaarcsinxa=相位差000112LC020,02LfCffffff=，谐振频率 时，时时时实验内容实验内容测量相频特性注意事项：测量相频特性注意事项：比较法：测量相位差时，应先将比较法：测量相位差时，应先将CH1和和CH2的零电势扫描线重合，的零电势扫描线重合，再测量两同相位点的相位差。测量时要适当调节输入信号强度，使两再测量两同相位点的相位差。测量时要适当调节输入信号强度，使两信号幅值相差不多，以减小测量误差。信号幅值相差不多，以减小测量误差。李萨如图：测量时要将光点与原点重合，便于读数。李萨如图：测量时要将光点与原点重合，便于读数。实验内容实验内容测量幅频特性：测量幅频特性：221()UUIZRLC=+电源电压不变，电流与频率的关测时应号输电压变系测pppp量量保保持持信信源源出出不不（示示波波器器得得CH1通CH1通道道U）U）频率可由信号发生器直接读出。频率可由信号发生器直接读出。UR=RIUR()与与I()变化规律相同，用变化规律相同，用UR()/R为纵坐标为纵坐标峰峰-峰值峰值CH2CH1实验内容实验内容实验内容实验内容实验内容实验内容一一.观察观察RLC串连电路的谐振，测量共振频率与串连电路的谐振，测量共振频率与Q值值:1 1正弦波输入正弦波输入，用用X-Y方式观察电压与电流信号的相位差方式观察电压与电流信号的相位差。改变信号源频改变信号源频率率，当相位差为零时为谐振当相位差为零时为谐振。观察谐振前后电流信号强度的变化观察谐振前后电流信号强度的变化。2 2交换电路中电容与电阻的位置交换电路中电容与电阻的位置（为什么为什么？），测量谐振时电容两端电测量谐振时电容两端电压的振幅压的振幅UC与输入信号的振幅与输入信号的振幅U，根据公式根据公式Q=UC/U计算品质因数计算品质因数，与理与理论值比较论值比较。3 3观察输入频率远大于观察输入频率远大于（和远小于和远小于）共振频率时的相位差共振频率时的相位差。二二.测量电路相频与幅频特性曲线测量电路相频与幅频特性曲线:频率扫描范围：频率扫描范围：200-5000Hz。测量不少于测量不少于20个点个点，在共振频率附近应该在共振频率附近应该多取几个点多取几个点。绘图时频率取对数坐标绘图时频率取对数坐标。CRRLUUUUQCL001=