谐振频率测量43620.pdf

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1、谐振频率测量 【实验目的】1通过实验进一步了解串联谐振与并联谐振发生的条件及其特征。2观察谐振电路中电压，电流随频率变化的现象并测定谐振曲线。3.了解谐振现象在生活和工业中的应用。【实验仪器】1.函数信号发生器；2.示波器；3.RLC 串联谐振电路板；4.导线若干。【实验原理】由电感和电容元件串联组成的二端口网络见图 1 所示。记二端网络中的电感为 L,电阻为 R,电容为 C，输入电压为U，电阻两端的电压为RU，电感两端的电压为LU，电容两端的电压CU。则该网络的等效阻抗为 1()ZRjLC (1)它是电源频率的函数。要使该网络发生谐振时，其端口电压与电流同相位，即1/0LC，从而得到谐振角频

2、率为01/LC，相应的谐振频率为01/(2)fLC，见图 2 所示。电路谐振时的感抗0L或容抗01C为特性阻抗，特性阻抗与电阻R的比值为品质因数Q，即 0/LL CQRRR (2)当电路谐振时阻抗最小，如果端口电压U保持稳定，那 么 电 路 中 的 电 流 将 达 到 最 大 值，CRL电感箱电容箱 图 1 R、L、C串联电路 I00/I/A0(rads)-1 图 2 串联谐振电路的电流 RMAXUUIZR,仅与电阻的阻值有关，与电感和电容的值无关,电感电压与电容电压数值相等相位相反，电阻电压等于总电压。电感或电容电压是输入电压的Q倍，即 LCRUUQUQU (2)在一般情况下，RLC串联电路

3、中的电流是电源频率的函数，即 22()()(1/)UUIZ jRLC 022220000/1(/)1(/)IU RQQ （3）图 3 连接图 图 4 RLC 谐振电路板 【实验步骤】1.按照图 3 所示，连接好电路。连接信号发生器的 A 通道，红色连接在 RLC 谐振电路板的正极“VCC”，黑色在 RLC 谐振电路板的负极（“GND”），RLC 谐振电路板如图 4 所示。2.示波器的地端连接在 RLC 谐振电路板的负极（“GND”），信号端连接在电阻的另一端。3.以中心频率为中心，左右各记录 5 各以上的点。4.按图 3 接好电路，保持信号发生器输出电压为一适当数值(为 1 伏)改变电源频率，测量不同频率时的 UR。注意：为了取点合理，可先将频率由低到高初测一次，注意找出谐振频率 f0(即与电阻的电压最大值相应的频率)。离谐振点较外，所取频率间隔可较稀，而在谐振点会近，频率间隔宜较密。信号发示波器 【报告要求】1根据实验结果绘出串联谐振曲 UR(f)。2根据给定的电容器的参数以及测试的串联谐振频率计算电感量。【实验记录表格】(端电压保持恒定)，取 10 个点以上。f UR