实验十七,RLC电路谐振现象,实验报告__北大物理学院普物实验报告.doc

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1、实验十七,RLC电路谐振现象,实验报告_北大物理学院普物实验报告 报告汇编 Compilation of reports 20XX 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 实验十七 RLC 电路的谐振现象 实验报告 一、 数据处理 1. 谐振状态下的测量结果 在 条件下，谐振状态时，测得 谐振频率 ， 电路两端总电压有效值 ， 电阻两端电压有效值 ， 电容两端电压有效值 故计算可得 电路的等效总电阻 , 第一种 值 ：， 第二种 值：. 2. 相频特性曲线的测量结果 将测量结果列表如下： 1.756 1.960 2.083 2.192 2.223 2.250 -125.5 -102.0 -

2、78.0 -40.0 -19.0 0.0 -79.34 -71.97 -58.5 -31.6 -15.2 0.0 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 2.278 2.311 2.356 2.436 2.589 2.907 18.0 37.0 54.0 68.0 78.0 78.0 14.7 30.7 45.8 59.6 72.7 81.6 用 matlab 做出相频特性曲线图如图 1 所示： 图 1 3. 相频特性的测量结果 将测量结果列表如下： 1.756 1.858 1.960 2.022 2.083 2.117 0.13896 0.17866 0.24325 0.30479 0.

3、3967 0.4666 1.3896 1.7866 2.4325 3.0479 3.967 4.666 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 2.150 2.192 2.208 2.223 2.250 2.265 0.5526 0.6785 0.7201 0.7555 0.7795 0.7691 5.526 6.785 7.201 7.555 7.795 7.691 2.278 2.293 2.311 2.333 2.356 2.396 0.7488 0.7179 0.6682 0.6060 0.5442 0.4533 7.488 7.179 6.682 6.060 5.442 4.53

4、3 2.436 2.461 2.589 2.598 2.907 0.3846 0.3504 0.23802 0.23286 0.13401 3.846 3.504 2.3802 2.3286 1.3401 用 matlab 做出相频特性曲线图如图 2 所示：报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 图 2 下面计算第三种 ：,则可在图 2 中读出对应点频率 二、 思考题 (1) 值 会 改 变 。因 为 直 接 测 得 时 等 效 总 电 阻，我们简单起见假设其余一部分由电感及交流损耗构成的电阻不改变，取此时的 ，则有 而谐振频率 不变。相应的通频带宽度变宽为 报告文档借鉴学习 word 可

5、编辑实用文档 (2) 测量原理：此处 表所测为串联电路的品质因数，但因为电容器及电压表损耗非常小，可以认为此处测出的即是样品的。测量时可以利用电压表 来指示谐 振 ， 当 为 最 大 值 时 电 路 即 达 谐 振 。而可以根据公式 进行计算。 测量步骤：第一步，连接电路后，先调谐振，在保持 读数不变的情况下，利用 指示，当达到最大时，即达谐振。第 二 步 ， 进 行 测 量 ， 读 出 及，并利用前述公式计算出 。 由 可得 而 则有 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 三、 分析与讨论 1. 曲线的主要特征：串联相频特性曲线：由-90变至 90，且两侧的斜率较小，中间的斜率较大。直

6、观地看，当 很小时，整个电路呈电容性，故 为-90，而 很大时，整个电路呈 电 阻 性 ， 故 为 90 。而 在 左 侧 曲 线 延 伸 至处，右侧可延长至无穷远处，故可以想象，曲线两侧变化应该比较平缓，而中间相对斜率更大一些。串联幅频特性曲线：曲线是左右对称的，且有一峰值。仍可取极限情况来考虑，当频率很低时，电路由于电容的存在而不通，当频率很高时，电路由于电感的存在而不通。故两侧应为 0，中间出现峰值，出现峰值时，整个电路呈电阻性，而容抗和感抗相互抵消。从曲线的对称性看出，电感和电容对频率的影响是二者共同作用导致的，即在感性的一侧和在容性的一侧不会因为电感和电容的具体取值变化而引起不对称。2. 值的讨论：比较测出的三种 值，发现 和较为接近，而 偏小。误差的原因是因为电压表的内阻不够大引起的。当电表与电阻并联时，由于容抗非常的大，电表不再可以认为对电路无影响，而应该认为电表电阻与电容进行并联，引起电容两端电压减小，使 偏小。其实定量的讨论还是应该建立在算出不确定度的基础上，否则显得缺乏依据，无法断言这一定不是测量误差报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 引起的。这个结论还是因为老师上课讲了，所以我才敢如此确定的写在这里。另外关于这一点的验证也十分巧妙，可以再用一个电压表进行并联，即同时用两个电压表进行测量，这时候测出的 又相应地减小了，故可以验证猜想。 第 2 页