对RLC 串联电路暂态特性实验的附加电容的求法

对RLC 串联电路暂态特性实验的附加电容的求法

【摘要】通过实验，取得RLC串联电路暂态特性实验的实验数据，分析了产生误差的原因，提出电路附加电容的方法。

【关键词】RLC串联电路；暂态特性；振荡周期；附加电容

无论是在《电磁学》还是在《电工学》中，RLC串联电路暂态特性实验都是典型实验，他对学生提高动手能力、观察能力，对学生学习和熟练掌握RLC 串联电路暂态特性，起到很好的直观作用。

在理论学习中，我们知道：RLC 串联电路暂态特性有三种情况，即阻尼振荡状态，临界阻尼状态和过阻尼状态。这三种阻尼状态对于不同的电阻R，放电时放电电容C两端的电压随时间t 变化的波形如图（一）所示。

图（一）

在理论学习时我们知道，在阻尼振荡状态中，振荡周期

（1）

当R24L/C时，随时间t变化的波形为Ⅲ状态，称为过阻尼状态。如果R2<<4L/C，则公式（1）变为：

（2）

在现实教学实验中用公式（2）计算的周期理论值和在示波器中观测到的周期实验值相比较误差较大.为什么产生这种情况？我们通过实验来讨论这个问题。

用示波器观察RLC串联电路电容C上电压暂态过程的线路如图（二）所示。

图（二）

实验仪器：示波器（SR8），方波发生器（M F- 5A 型），标准电感（L= 50mH ），电阻箱ZX38A/ 11 型），可变电容箱（RX7 型）。

实验内容：当电阻R一定（如R=100Ω ），电容C一定（如C = 0.002μF）时，测阻尼振荡周期，并与理论值比较。

实验数据：阻尼振荡周期从示波器上测得的值为：

连接简单的串联电路和并联电路实验分析报告单

连接简单的串联电路和并联电路实验分析报告 单 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

连接简单的串联电路和并联电路实验报告 班级：________ 小组合作者____________________ 活动时间：__________ 【实验目的】：1、初步学会串联电路、并联电路的连接方法。 2、了解串联电路、并联电路中开关的连接和控制作用。 3、了解串联电路和并联电路的特点。 4、通过电路的连接等，培养学生良好的电学实验习惯。 【实验器材】小灯泡2只，灯座2个、电池组，开关3个，导线若干。 【实验过程】 一、电路连接的注意点： 1、 2、 3、 二、练一练：组装简单电路 三、连接简单的串联电路 1、断开开关，按照图1电路图连接电路。 2、经检查（亦可以生生互检或由老师检查）电路连接无误后，闭合和断开开关，观察开关控制两只灯泡的发光情况记录在下表中。 教师批阅: 四、体会开关反向控制的应用 1、闭合S 1 S 2 时，亮，不亮。

2、根据实验归纳得到串联电路的特点： ① ② 教师批阅: 五、连接简单的并联电路 1、断开开关，按照图2电路图连接电路。 2、经检查（亦可以生生互检或由老师检查）电路连接无误后，闭合和断开开关，观察开关控制两只灯泡的发光情况记录在下表中。 教师批阅: （4）体会短路的后果 S 2 ，出现现象： 2 ① ② 教师批阅: 三、评估与交流： 1、连接电路时为什么要断开开关 2、连接电路要按照一定的顺序进行，你是怎么做到的和大家一起交流一下。 3、开关和用电器总是______联的。

RLC串联电路的谐振特性研究 实验报告

大学物理实验设计性实验 实验报告 实验题目:RLC串联电路谐振 特性的研究 班级： 姓名：学号： 指导教师：

一．目的 1．研究LRC 串联电路的幅频特性; 2．通过实验认识LRC 串联电路的谐振特性. 二．仪器及用具 DH4503RLC 电路实验仪 电阻箱 数字储存示波器 导线 三．实验原理 LRC 串联电路如图3.12-1所示.若交流电源U S 的电压为U ,角频率为ω,各元件的阻抗分别为 则串联电路的总阻抗为 串联电路的电流为 式中电流有效值为 电流与电压间的位相差为 它是频率的函数,随频率的变化关系如图3.12-2所示. 电路中各元件电压有效值分别为 C j Z L j Z R Z C L R ωω1= ==) 112.3()1 (-- +=C L j R Z ωω) 212.3() 1 (-=- += = ? ? ? ωωj Ie C L j R Z I U U ) 312.3() 1 (2 2 -- += = C L R U Z U I ωω) 412.3(1 arctan -- =R C L ωω?) 512.3() 1 (2 2 -- += =C L R R RI U R ωω) 612.3() 1 (2 2 -- += =U C L R L LI U L ωωωω) 712.3() 1 (1 1 2 2 -- += = U C L R C I C U C ωωωω 图3.12-1 /π-/π(b) 图3.12-2

(3.12-5)和(3.12-6),(3.12-7) 式可知,U R ,U L 和U C 随频率变化关系如图3.12-3所示. (3.12-5),(3.12-6)和(3.12-7)式反映元件R 、L 和C 的幅频特性,当 时,?=0,即电流与电压同位相,这种情况称为串联谐振,此时的角频率称为谐振角频率,并以ω0表示,则有 从图3.12-2和图3.12-3可见,当发生谐振时,U R 和I 有极大值,而U L 和U C 的极大值都不 出现在谐振点,它们极大值U LM 和U CM 对应的角频率分别为 (3.1211)C ωω= =- 式中Q 为谐振回路的品质因数.如果满足2 1> Q ,可得相应的极大值分别为 电流随频率变化的曲线即电流频率响应曲线（如图3.12-5所示）也称谐振曲线.为了分析电路的频率特性.将(3.12-3)式作如下变换 ) 912.3(1 0-=LC ω) 1012.3(21 11 2202 2 2--=-=ωωQ C R LC L )1312.3(4111 422 2 2 LM -- = -=Q QL Q U Q U ) 1412.3(4112 CM -- = Q QU U 2 2 ) 1 ()I(C L R U ωωω- += ) 812.3(1 -=L C ωω (a) 图3.12-3

大学物理实验报告系列之RLC电路的谐振

【实验名称】 RLC 电路的谐振 【实验目的】 1、研究和测量RLC 串、并联电路的幅频特性； 2、掌握幅频特性的测量方法； 3、进一步理解回路Q 值的物理意义。 【实验仪器】 音频信号发生器、交流毫伏表、标准电阻箱、标准电感、标准电容箱。 【实验原理】 一、RLC 串联电路 1．回路中的电流与频率的关系（幅频特性） RLC 交流回路中阻抗Z 的大小为： () 2 2 '1??? ? ? -++= ωωC L R R Z （32-1） ???? ? ??????? +-=R R C L arctg '1ωω? （32-3） 回路中电流I 为： )1()'(2ω ωC L R R U Z U I - ++== （32-4） 当01 =- ω ωC L 时， = 0，电流I 最大。 令即振频率并称为谐振角频率与谐的角频率与频率分别表示与,,000=?ωf ： LC f LC πω21100= = （32-5） 如果取横坐标为ω，纵坐标为I ，可得图32-2所示电流频率特性曲线。 2．串联谐振电路的品质因数Q C R R L Q 2)'(+= （32-7） QU U U C L == （32-8） Q 称为串联谐振电路的品质因数。当Q >>1时，U L 和U C 都远大于信号源输出电 压，这种现象称为LRC 串联电路的电压谐振。 Q 的第一个意义是：电压谐振时，纯电感和理想电容器两端电压均为信号源电 压的Q 倍。 1 20 1 20f f f Q -= -= ωωω （32-12） 显然(f 2-f 1)越小，曲线就越尖锐。 Q 的第二个意义是：它标志曲线尖锐程度，即电路对频率的选择性，称 f （= f 0 / Q ）为通频带宽度。 3．Q 值的测量法

串联电路实验报告

串联电路实验报告 篇一：实验报告：组成串联电路和并联电路a 连接串联电路和并联电路 一、实验目的：掌握_____________、______________的连接方式。 二、实验器材： __________、__________、__________、__________、___________。 三、步骤： （一）.组成串联电路 1.按图1-1的电路图，先用铅笔将图1-2中的电路元件，按电路图中的顺序连成实物电路图(要求元件位置不动，并且导线不能交叉)。在连接实物电路过程中，开关是 2.经电路连接无误后，闭合和断开结果填入表格中。 3.把开关改接到L1和L2之间，再改接到L2和电池负极间，观察开关控制两只灯泡的情况。将观察结果填入表格中。 （二）组成并联电路 1、在图方框中画出由两只灯泡L1、L2组成的并联电路。要求三个开关中的开关S控制干 路，开关S1和S2分别控制两个支路，并按电路图连接实物及实物图。 2、经检查电路连接无误后，把

3、闭合S1和S2，断开与闭合干路中的开关S，观察它控制哪个灯泡？将观察结果填入表 格中。 4、闭合S和S2，断开与闭合支路中的开关S1，观察它控制哪个灯泡？将观察结果填入表 格中。 5、闭合S和S1，断开与闭合支路开关S2，观察它控制哪个灯泡？将观察结果填入表格中。 （三）实验结论 串联电路：在串联电路里只有条电流路径；用电器）工作，它们之间（选填“会”或“不会”）相互影响；开关控制_____ ____用电器;如果开关的位置改变了,开关的控制作用_________. 并联电路：在并联电路里有条电流路径；用电器）工作，它们之间（选填“会”或“不会”）相互影响；干路开关控制_________用电器，支路开关控制_________用电器（四）、结束实验，整理仪器，把器材分类放好，依次推出实验室。 电学实验规则： 1.实验开始时：首先要依据实验要求，能正确地画出电路图。 2.选择器材时：要依据画出（含“给出”）的电路图，

电子技术实验报告—实验4单级放大电路

电子技术实验报告 实验名称：单级放大电路 系别： 班号: 实验者姓名: 学号: 实验日期： 实验报告完成日期: ?

目录 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) （一）单级低频放大器的模型和性能 (3) （二）放大器参数及其测量方法 (5) 四、实验内容 (7) 1、搭接实验电路 (7) 2、静态工作点的测量和调试 (8) 3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (9) 4、放大器上限、下限频率的测量 (10) 5、电流串联负反馈放大器参数测量 (11) 五、思考题 (11) 六、实验总结 (11)

一、实验目的 １.学会在面包板上搭接电路的方法; 2．学习放大电路的调试方法； 3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法; 4．研究负反馈对放大器性能的影响;了解射级输出器的基本性能； ５.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。 二、实验仪器 1.示波器1台 ２.函数信号发生器1台 3. 直流稳压电源1台 ４.数字万用表１台 5.多功能电路实验箱１台 6.交流毫伏表１台 三、实验原理 （一) 单级低频放大器的模型和性能 １. 单级低频放大器的模型 单级低频放大器能将频率从几十Ｈz~几百ｋHz的低频信号进行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放

大器和负反馈放大器。 从放大器的输出端取出信号电压（或电流)经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。 根据输出端的取样信号(电压或电流)与送回输入端的连接方式(串联或并联)的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性,展宽了通频带,减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压,因而提高了输入阻抗,而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势,与此恒压相关的是输出阻抗减小;凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势,与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较 电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路,它未引入交流负反馈。 电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容C e，这样就引入了电流串联负反馈。

RLC串联电路暂态特性的研究实验报告

南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2） 实验名称： RLC串联电路暂态特性的研究 学院：专业班级： 学生姓名：学号： 实验地点：座位号： 实验时间：

一、 实验目的： 1、研究方波电源加于RC 串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充电、放电规律的认识。 2、了解当方波电源加于RLC 电路时产生的阻尼衰减震荡的特性及测量方法。 二、 实验原理： 1、RC 串联电路的暂态过程 在由R 、C 组成的电路中，暂态过程是电容的充放电的过程。图1为RC 串联电路。其中信号源用方波信号。在上半个周期内，方波电源（+E ）对电容充电；在下半个周期内，方波电压为零，电容对地放电。充电过程中回路方程为 (1) 由初始条件t=0时，U C =0，得解为 (2) 从U C 、U R 二式可见，U C 是随时间t 按指数函数 规律增长，而电阻电压U R 随时间t 按指数函数规律 衰减，如图2中U-t 、U C -t 及U R -t 曲线所示。 在放电过程中的回路方程为 (3) 由初始条件t=0时，U C =E ，得解为 (4) 物理量RC=τ具有时间量纲，称为时间常数，是表征暂态过程进行得快慢的一个重要物理量。与时间常数τ有关的另一个在实验中较容易测定的特征值，称为半衰期T 1/2，即当U C (t)下降到初值（或上升至终值）一半时所需要的时间，它同样反映了暂态过程的快慢程度，与t 的关系为 T 1/2=τ ln 2=0.693τ (或τ=1.443T 1/2) (5)

3、RC 串联电路的暂态过程 s c c c u t u t t u RC t t u LC =++)()()(22d d d d RLC 串联电路 求解微分方程，可以得出电容上的电压)t (U C 。再根据dt )t (du C )t (i c =，求得)t (i 。改变初始状态和输入激励可以得到不同的二阶时域响应。全响应是零状态响应和零输入响应的叠加。零输入响应的模式完全由其微分方程的特征方程的两个特征根 202222,1)LC 1()L 2R (L 2R p ω-δ±δ-=-±-= 式中：L 2R =δ，LC 10=ω 由于电路的参数不同，响应一般有三种形式： （1）当C L 2R >，特征根1p 和2p 是两个不相等的负实数，电路的瞬态响应为非振荡性的，称为过阻尼情况。 （2）当C L 2R =，特征根1p 和2p 是为两个相等的负实数，电路的瞬态响应仍为非振荡性的，称为临界阻尼情况。

实验二 RLC串联交流谐振电路

实验二 RLC 串联交流谐振电路 一、实验目的 1．通过实验掌握串联谐振时的特点，了解电路参数对谐振特性的影响。 2．测定R 、L 、C 串联谐振电路的频率特性曲线。 3．正确使用双踪示波器。 二、实验原理 1．R 、L 、C 串联电路（图2-1）的阻抗是电源频率的函数，即： Z ＝R ＋j(ωL －C 1 ω)＝?j e Z 当ωL ＝ C 1 ω时，电路呈现电阻性，U S 一定时，电流达最大，这种现象称为串联谐振， 谐振时的频率称为谐振频率，也称电路的固有频率。 即 LC 10＝ ω或LC f π21 0＝ 上式表明谐振频率仅与元件参数L 、C 有关，而与电阻R 无关。 图2-1 2．电路处于谐振状态时的特征： ① 复阻抗Z 达最小，电路呈电阻性，电流与输入电压同相。 ② 电感电压与电容电压数值相等，相位相反。此时电感电压（或电容电压）为电源电压的Q 倍，Q 称为品质因数，即 C L R CR R L U U U U Q S C S L 11 00＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ωω 在L 和C 为定值时，Q 值仅由回路电阻R 的大小来决定。 ③ 在激励电压有效值不变时，回路中的电流达最大值，即： R U I I S ＝ ＝0 3．串联谐振电路的频率特性： ① 回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图形称为串联谐振曲线。电流与角频率的关系为： ()2 002 2 02 2 2 111? ? ????-+? ? ? ???-+?? ???? - ωωωωωωωωωωωQ I Q R U C L R U I O S S ＝ ＝ ＝ 当L 、C 一定时，改变回路的电阻R 值，即可得到不同Q 值下的电流的幅频特性曲线。显然Q 值越 大，曲线越尖锐。 有时为了方便，常以0ωω为横坐标，0I I 为纵坐标画电流的幅频特性曲线（这称为通用 幅频特性），图2-2画出了不同Q 值下的幅频特性曲线。回路的品质因数Q 值越大，在一定

谐振电路实验报告

rlc串联谐振电路的实验研究 一、摘要： 从rlc 串联谐振电路的方程分析出发，推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因 数和输入阻抗，并且基于multisim仿真软件创建rlc 串联谐振电路，利用其虚拟仪表和 仿真分析，分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。其结果表明了仿真与理论分析 的一致性，为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。 二、关键词：rlc；串联；谐振电路；三、引言 谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电感和电阻 组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。 由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联 谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用， 例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号 特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所以研 究串联谐振有重要的意义。 在含有电感l 、电容c 和电阻r 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下 响应随频率变化的情况，即频率特性。multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分 析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用，其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、 直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人 员提供了一种可靠的分析方法，同时也缩短了产品的研发时间。 四、正文 （1）实验目的： 1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。 4.测定rlc串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理： rlc串联电路如图所示，改变电路参数l、c或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：z=r+j(ωl-1/ωc) 当ωl-1/ωc=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω 0 =1/lc ，谐振频率f0=1/2π lc 。 谐振频率仅与原件l、c的数值有关，而与电阻r和激励电源的角频率ω无关，当ω< ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 （1）、回路阻抗z0=r,| z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。（2）、回路 电流i0的数值最大，i0=us/r。（3）、电阻上的电压ur的数值最大，ur =us。 （4）、电感上的电压ul与电容上的电压uc数值相等，相位相差180°，ul=uc=qus。 2、电路的品质因数q 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因 数q，即： q=ul（ω0）/ us= uc（ω0）/ us=ω0l/r=1/r*l/c （3）谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲 线，也称谐振曲线。 在us、r、l、c固定的条件下，有

串联谐振电路实验报告

串联谐振电路 学号： 1028401083 姓名：赵静怡 一、实验目的 1、加深对串联谐振电路条件及特性的理解 2、掌握谐振频率的测量方法 3、理解电路品质因数Q和通频带的物理意义及其测量方法 4、测量RLC串联谐振电路的频率特性曲线 5、深刻理解和掌握串联谐振的意义及作用 6、掌握电路板的焊接技术以及信号发生器、交流毫伏表等仪表 的使用 7、掌握Multisim软件中的Functionn Generator 、 Voltmeter 、Bode Plotter等仪表的使用以AC Analysis 等SPICE仿真分析方法 8、用Origin绘图软件绘图 二、实验原理 RLC串联电路如图2.6.1所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可以是电路发生谐振。 2.6.1 RLC谐振串联电路

1、谐振频率：f 0=LC π21 ，谐振频率仅与元件L 、C 的数值有关，而与电阻R 和激励电源的角频率w 无关 2、电路的品质因素Q 和通频带B 电路发生谐振是，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因素Q ，即C L R Q 1 = 定义回路电流下降到峰值在0.707时所对应的频率为截止频率，介于两截止频率间的频率范围为通带，即Q fo B = 3、谐振曲线 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，他们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线 4、实验仪器： （1） 计算机 （2） 通路电路板一块 （3） 低频信号发生器一台 （4） 交流毫伏表一台 （5） 双踪示波器一台 （6） 万用表一只 （7） 可变电阻 （8） 电阻、电感、电容若干（电阻100Ω，电感10mH 、4.7 mH ，电容100nF ）

RLC串联谐振电路的实验报告

RLC串联谐振电路的实验报告 （1）实验目的： 1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理： RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω0 =1/LC，谐振频率f =1/2πLC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R 和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω 0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω 时，电路呈感性，阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 （1）、回路阻抗Z 0=R,| Z |为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2）、回路电流I 0的数值最大，I =U S /R。 （3）、电阻上的电压U R 的数值最大，U R =U S 。 （4）、电感上的电压U L 与电容上的电压U C 数值相等，相位相差180°，U L =U C =QU S 。 2、电路的品质因数Q 电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即： Q=U L （ω ）/ U S = U C （ω ）/ U S =ω L/R=1/R* （3）谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。 在U S 、R、L、C固定的条件下，有

I=U S / U R =RI=RU S / U C =I/ωC=U S /ωC U L =ωLI=ωLU S / 改变电源角频率ω，可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路 电流与电阻电压成正比。从图中可以看到，U R 的最大值在谐振角频率ω 处，此 时，U L =U C =QU S 。U C 的最大值在ω<ω 处，U L 的最大值在ω>ω 处。 图表示经过归一化处理后不同Q值时的电流频率特性曲线。从图中（Q 11/2时，U C 和U L 曲线才出现最大值，否则U C 将单调下降趋于0，U L 将单调上升趋于U S 。 仿真RLC电路响应的谐振曲线的测量 五、结论

实验一 RLC串联谐振电路的研究

2 1实验一 RLC 串联谐振电路的研究 一、实验目的 1、学习用实验方法绘制R 、L 、C 串联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。 二、实验设备和器材 函数信号发生器1只 交流毫伏表1只(0~600V) 电路原理实验箱1只 三、实验原理与说明 1.在图1.1所示的R 、L 、C 串联电路中，当正弦交流信号源的频率f 改变时，电路中的 感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f 而变。取电阻电路电流I 作为响应，当输入电压U i 维持不变时，在不同信号频率的激励下，测出电阻R 两端的电压U 0之值，则I=U 0/R 。然后以f 为横坐标，以I 为纵坐标，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性，亦称电流谐振曲线，如图1.2所示。 2. 在 处(X L =X C )即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，该频率称为 谐振频率，此时电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小，在输入电压U i 为定值时，电路中的电流达I 达到最大值，且与输入电压U i 同相位，从理论上讲，此时，U i =U R =U 0, U L =U C =QU i ,式中的Q 称为电路的品质因数。 3. 电路品质因数Q 值的两种测量方法 一是根据公式 测定，U C 与U L 分别为谐振时电容器C 和电感线圈L 上的电压；另一方法是通过测量谐 振曲线的通频带宽度 再根据 求出Q 值，式中f 0为谐振频率，f 1和f 2是失谐时，幅度下降到最大值的 倍时的上、 下频率点。 Q 值越大，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于电路本身的参数，而与信号源无关。 四、实验内容 1.按图1.3接线，取C=0.1μF ，R=200Ω，调节信号源输出电压为V P-P = 2.83V ，有效值约 U i =1V 正弦信号，并在整个实验过程中保持不变。(本实验的电感L 约30mH) 2.找出电路的谐振频率f 0，其方法是，将交流毫伏表接在R （200Ω）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U 0的读数为最大时，读得频率表上的频率值即为电路的谐振频率f 0，并测量U 0、U C 、U L 之值（注意及时更换毫伏表的量限），记入表格中。 3. 在谐振点两侧，先测出下限频率f 1和上限频率f 2及相对应的U R 值，然后按频率递增 或递减500H Z 或1KH Z ，依次各取8个测量点，逐点测出U R ，U L ，U C 之值，记入数据表格。 LC f f π21 0==O C O L U U U U Q ==1 2f f f -=?1 2f f f Q o -=

实验三 RLC串联电路的暂态过程实验报告

实验三RLC串联电路的暂态过程实验报告 14级软件工程班 候梅洁14047021

【实验目的】 1.用存储示波器观察RC，RL电路的暂态过程，理解电容，电感特性及电路时间常数τ的物理意义。 2.用示波器观察RLC串联电路的暂态过程，理解阻尼振动规律。 3.进一步熟悉使用示波器。 【实验仪器】 电感箱、电容箱、电阻箱、函数信号发生器、示波器、导线等。【实验原理】 在阶跃电压作用下，RLC串联电路由一个平衡态跳变到另一平衡态的转变过程，这一转变过程称为暂态过程。暂态过程期间，电路中的电流及电容，电感上的电压呈现出规律性的变化，称为暂态特性。 1.RC电路的暂态过程。 电路如图所示：

【实验结果与分析】 1.观测U c波形时：方波信号500Hz输出；分别取：第一组R=1000?，C=0.5uF，第二组R=500?，C=0.2uF； 用示波器观测波形后，我们在坐标纸上绘制了U、U c、U R 的 波形图，从图中可以看到：U、U R 、U c三者周期、相位均相同。且 U R =U-U c。U、U c都是呈指数型变化的，然而U比U c变化的缓一些。在阶跃电压的作用，U c是渐变接近新的平衡值，而不是跃变， 这是由于电筒C储能元件，在暂态过程中不能跃变。而U R 变化幅度 很大，理论上，U R 的峰值应该是是U的峰值的两倍，因为开关接1时，给电容正向充电时，R两端的电压为E，当反向电容放时，R两 端电压为-E，两者之差为2E，就是U R 的峰值。而事实上，我们看到 的波形图中U R 的峰值小于2U，这可能是由于： （1）电阻内部有损耗、欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻，并且其阻值随着振荡频率的升高而增大．故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和. （2）数字示波器记录的数据精确度有限造成误差。 （3）数字示波器系统存在内部系统误差。 （4）外界扰动信号会对示波器产生影响。 （5）电器元件使用时间过长，可能造成相应的参数有误差。 （6）电源电压不稳定. 2.测量RC串联电路的时间常数：我们取一个峰值处为t 1 ，取与其最 近的一个零点处为t 2，调节示波器将t 1 和t 2 时间段的波形放大到合适

连接简单的串联电路和并联电路实验报告单

连接简单的串联电路和并联电路实验报告班级：________ 小组合作者____________________ 活动时间：__________【实验目的】：1、初步学会串联电路、并联电路的连接方法。 2、了解串联电路、并联电路中开关的连接和控制作用。 3、了解串联电路和并联电路的特点。 4、通过电路的连接等，培养学生良好的电学实验习惯。【实验器材】小灯泡2只，灯座2个、电池组，开关3个，导线若干。【实验过程】 一、电路连接的注意点： 1、 2、 3、 二、练一练：组装简单电路 三、连接简单的串联电路 1、断开开关，按照图1电路图连接电路。 2、经检查（亦可以生生互检或由老师检查）电路连接无误后，闭合和断开开关，观察开关控制两只灯泡的发光情况记录在下表中。

S S1 S 2L1发光情况L2发光情况闭合闭合闭合 断开闭合闭合 闭合断开闭合 闭合闭合断开 闭合闭合闭合从灯座上取掉 闭合闭合闭合从灯座上取掉 教师批阅: 四、体会开关反向控制的应用 1、闭合S 1 时，亮，再闭合S 2 时，亮，不亮。 2、根据实验归纳得到串联电路的特点： ① ② 教师批阅: 五、连接简单的并联电路 1、断开开关，按照图2电路图连接电路。 2、经检查（亦可以生生互检或由老师检查）电路连接无误后，闭合和断开 L1 L2 S1 S2

开关，观察开关控制两只灯泡的发光情况

记录在下表中。 教师批阅: （4）体会短路的后果 1、闭合S 1 ，则亮，闭合S 2 ，出现现象： 2、根据实验归纳得到并联电路的特点： ① ② 教师批阅: 三、评估与交流： 1、连接电路时为什么要断开开关？ 2、连接电路要按照一定的顺序进行，你是怎么做到的？和大家一起交流

谐振电路实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 谐振电路实验报告 篇一：RLc串联谐振电路的实验报告 RLc串联谐振电路的实验研究 一、摘要： 从RLc串联谐振电路的方程分析出发，推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗，并且基于multisim仿真软件创建RLc串联谐振电路，利用其虚拟仪表和仿真分析，分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。其结果表明了仿真与理论分析的一致性，为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。 二、关键词：RLc；串联；谐振电路；三、引言 谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。 由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的

应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所以研究串联谐振有重要的意义。 在含有电感L、电容c和电阻R的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励(:谐振电路实验报告)下响应随频率变化的情况，即频率特性。multisim仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用，其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法，同时也缩短了产品的研发时间。 四、正文 （1）实验目的： 1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。 3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。 4.测定RLc串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理： RLc串联电路如图所示，改变电路参数L、c或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ω

rlc实验报告(含数据)

RLC 电路特性的研究 【实验目的要求】 1、 观察RLC 串联电路的幅频特性和相频特性； 2、 观察RLC 串联电路的的阻尼振荡规律。 【实验装置和仪器用具】 FB318型RLC 电路实验仪，双踪示波器。 【实验原理】 RLC 串联电路如图1所示。 图1 RLC 串联电路 所加交流电压U （有效值）的角频率为ω。则电路的复阻抗为： Z=R+j(ωL+1/ωC) （1） 复阻抗的模: 2 2) C 1L (R ωωZ - += (2) 复阻抗的幅角: R C 1L arctan ωω- =? (3) 即该电路电流滞后于总电压的位相差。回路中的电流I （有效值）为：

2 2) C 1L (R ωωU I - += （4） 上面三式中Z 、?、I 均为频率f (或角频率ω，f ωπ2= )的函数，当电路中其他元件参数取确定值的情况下，它们的特性完全取决于频率。 图2（a ）、（b ）、（c ）分别为RLC 串联电路的阻抗、相位差、电流随频率的变化曲线。其中，（b ）图Φ-f 曲线称为相频特性曲线；（c ）图I-f 曲线称为幅频特性曲线。 图2 RLC 串联电路幅频、相频曲线 由曲线图可以看出，存在一个特殊的频率0f ，特点为： （1）当 f = f0 时，① = 0，电路呈电阻性； （2）当 f > f0 时，① > 0，电路呈电感性； （3）当 f < f0 时，① < 0，电路呈电容性。 （5） 时，0=?，表明电路中电流I 和电压U 同位相，整个电路呈现纯电阻性，这就是串联谐振现象。此时电路总阻抗的模 Z R =为最小，，电流 I U Z =则达到极 大值。易知，只要调节f 、L 、C 中的任意一个量，电路都能达到谐振。 令 C L U U Q U U == 或 001L Q R R C ωω==（6） Q 称为谐振电路的品质因数。Q 值越大，频率选择性越好。 【实验内容】 1. 按图1连接电路，其中L=20mH ，C=2uF ，R=100Ω，示波器两端分别 测你电压U 和电阻电压U R ,两通路公共线共通，介入电路中同一点，否则会造

串并联电流电压规律探究实验报告单

探究串联电路中电流的规律 班级：小组成员： 【实验目标】 1.探究串联和并联电路的电压关系； 2、体验探究的过程，培养严谨的科学态度。 【实验器材】 电池组、电压表、三个小灯泡（其中两个规格相同）、开关、导线若干。 1.实验电路图： 2、实验步骤： ①按照电路图连接实物图； ②检查电路连接是否正确，若没有问题，方可闭合开关，使两个灯泡均发光。 ③将电流表分别串联在电路中的A点、B点、C点，并分别记录测量的电流值； ④换用另外的小灯泡再测1-3次。 A点的电流I A B点的电流I B C点的电流I C 第一次测量 第二次测量 第三次测量 分析实验数据，论证猜想与假设是否正确，你能总结出什么结论？ 实验结论： 实验结论： 【交流与评估】 1、实验设计有没有不合理的地方？操作中有没有失误？ 2.若通过两只灯泡的电流相等，两灯泡一定是串联吗？请通过实验得出结论。 指导教师：等级评价：

探究串联电路中电压的规律班级：小组成员： 【实验目标】 1、探究串联和并联电路的电压关系； 2、体验探究的过程，培养严谨的科学态度。 【实验器材】 电池组、电压表、三个小灯泡（其中两个规格相同）、开关、导线若干。 1、实验电路图： 2、实验步骤： ①按照电路图连接实物图； ②将电压表分别并联在电路中AB之间、BC之间、AC之间，并分别记录测量的 电压值； ③换用另外的小灯泡再测两次。 3.实验记录表格： 【分析与论证】分析实验数据，论证猜想与假设是否正确，你能总结出什么结论？ 实验结论： 【交流与评估】 1.实验设计有没有不合理的地方？操作中有没有失误？ 2.若两只灯泡两端的电压相等，两灯一定是并联吗？ 指导教师：等级评价： L 1 两端的电压U1/V L2两端的电压U2/V 总电压U/V 第一次测量 第二次测量 第三次测量

RLC串联电路的暂态过程实验报告

RLC 串联电路的暂态过程实验报告 【实验目的】 1、研究当方波电源加于RC 、RL 串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充、放电规律的认识。 2、观察当方波电源加于RLC 串联电路时产生的阻尼衰减振荡的特性及测量方法。 【试验仪器】 信号发生器、双踪数字存储示波器、电阻、电感、电容、导线若干、面包板 【实验原理】 1. 数字示波器可以观察由信号发生器产生的波形. 2. 在由电阻R 及电容C 组成的直流串联电路中，暂态过程即是电容器的充 放电过程.充电时)1(τt c e E U --=；放电时，τt c e E U -=·.其中，τ为时间常数，且RC =τ.取对数作出相关图像拟合直线可以求得τ. 3. 在由电阻R 、电容C 及电感L 组成的直流串联电路中，根据电阻R 阻值的不同，暂态过程有三种状态，即：欠阻尼、临界阻尼和过阻尼. 【实验步骤】 1、RC ：（1）选择合适的R 和C 值，根据时间常数，选择合适的方波频率，一般要求方波的周期T ＞10 ，这样能较完整地反映暂态过程，并且选用合适的示波器扫描速度，以完整地显示暂态过程。 （2）把方波信号发生器、电阻R 、电容C ，示波器按图1接线。 （2）选取不同的电阻R ，观察UC 的波形。并记录二组电阻和电容取不同值时UC 的波形（可拍照反映其差别）。 （4）测量相应的二组半衰期T1/2，求出τ和R 的实验值，并与理论值R 进行比较。 2、RLC ：（1）根据实验选用的电容和电感的值，算出临界电阻的阻值 。 （2）按图3接线,观测欠阻尼状态和过阻尼状态下电容上Uc 的波形。（拍照） 五、实验结果

串联谐振电路实验报告

实验三：串联谐振电路 学号： 姓名： 成绩： 一、实验原理及思路 RLC 串联电路如图所示，改变电路参数L 、C 或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 u s 图7.1 RLC 谐振串联电路 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数 )1 (C L j R Z ωω-+= （7-1） 当1 0L C ωω- =时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。 谐振角频率LC 10= ω ，谐振频率0f =。 谐振频率仅与元件L C 、的数值有关，而与电阻R 和激励电源的角频率ω无关， 当0ωω<时，电路呈容性，阻抗角?＜0；当0ωω>时，电路呈感性，阻抗角 ?＞0。 1．电路处于谐振状态时的特性： (1) 回路阻抗R Z =0，0Z 为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 (2)回路电路I 0的数值最大，R U I s 0=

(3)电阻的电压U R 的数值最大,S R U U = (4)电感上的电压U L 与电容上的电压U C 数值相等，相位相差180o 。 S C L QU U U == 2．电路的品质因数Q 和通频带B 电路发生谐振时，电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比称为电路的品质因数Q ，即 C L R R L U U U U Q S C S L 1)()(000==== ωωω （7-2） 定义回路电流下降到峰值的时所对应的频率为截止频率，介于两截止频率间的频率范围为通频带。 Q f B 0 = （7-3） 3．谐振曲线 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性，它们随频率变化的曲线称频率特性曲线，也称谐振曲线。 在U R L C 、、、固定的条件下： 2 2)1(C L R U I ωω- += U C L R R RI U R 2 2)1(ωω- += = U C L R C I C U C 2 2)1(1 1ωωωω- +== U C L R L LI U L 2 2)1(ωωωω- += = 改变电源角频率ω，可得到图响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线，回路电流与电阻电压成正比。从图中可以看 图7.3 不同Q 值时电流的频率特性曲线 I /I

RLC实验报告

RLC串联电路特性的研究实验报告 电阻、电容及电感是电路中的基本元件，由RC、RL、RLC构成的串联电路具有不同的特性，包括暂态特性、稳态特性、谐振特性．它们在实际应用中都起着重要的作用。 一、实验目的 1.通过研究RLC串联电路的暂态过程，加深对电容充、放电规律，电感的电磁感应特性及振荡回路特点的认识。 2.掌握RLC串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。 3．观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律。 二、实验仪器 FB318型RLC电路实验仪，双踪示波器 三、实验原理 串联电路的稳态特性 如图1所示的是RLC串联电路，电路的总阻抗|Z|、电压U、U R和i之间有如下关系： |Z|=，Φ =arctan[],i=

式中：ω为角频率，可见以上参数均与ω有关，它们与频率的关系称为频响特性，详见图2 阻抗特性幅频特性相频特性 图2 RLC串联电路的阻抗特性、幅频特性和相频特性 由图可知，在频率f0处阻抗z值最小，且整个电路呈纯电阻性，而电流i达到最大值，我们称f0为RLC串联电路的谐振频率（ω0为谐振角频率）；在f1-f0—f2的频率范围内i 值较大，我们称为通频带。 下面我们推导出f0(ω0)和另一个重要的参数品质因数Q。 当时，从公式基本知识可知： |Z|=R,Φ=0,i m=，ω=ω0=，f=f0= 这时的电感上的电压： U L=i m·|Z L|=·U 电容上的电压： U C=i m·|Z C|=·U U C或U L与U的比值称为品质因数Q。可以证明： Q==== △f=,Q= 串联电路的暂态过程 在电路中，先将K打向“1”，待稳定后再将K打向“2”，这称为RLC 串联电路的放电过程，这时的电路方程为：

连接简单的串联电路和并联电路实验报告单

连接简单的串联电路和并联电路实验报告 班级：________ 小组合作者____________________ 活动时间：__________ 【实验目的】：1、初步学会串联电路、并联电路的连接方法。 2、了解串联电路、并联电路中开关的连接和控制作用。 3、了解串联电路和并联电路的特点。 4、通过电路的连接等，培养学生良好的电学实验习惯。【实验器材】小灯泡2只，灯座2个、电池组，开关3个，导线若干。【实验过程】 一、电路连接的注意点： 1、 2、 3、 二、练一练：组装简单电路 三、连接简单的串联电路 1、断开开关，按照图1电路图连接电路。 2、经检查（亦可以生生互检或由老师检查）电路连接无误后，闭合和断开开关，观察开关控制两只灯泡的发光情况记录在下表中。 教师批阅:

四、体会开关反向控制的应用 1、闭合S 1 S 2时， 亮， 不亮。 2 ① ② 教师批阅: 五、连接简单的并联电路 1、断开开关，按照图2电路图连接电路。 2、经检查（亦可以生生互检或由老师检查）电路连接无误后，闭合和断开开关，观察开关控制两只灯泡的发光情况记录在下表中。 教师批阅: （4）体会短路的后果

1 2 ② 教师批阅: 三、评估与交流： 1、连接电路时为什么要断开开关 2、连接电路要按照一定的顺序进行，你是怎么做到的和大家一起 交流一下。 3、开关和用电器总是______联的。 4、用电器____联时，任何一只用电器开路，其他用电器都不能工 作。 5、如果要使几个用电器的通断不影响，这几个用电器必须_____ 联连接。 6、在并联电路中，接在干路上的开关跟接在支路上的开关作用相 同吗