rlc串联电路频率特性实验报告
- 格式:docx
- 大小:38.52 KB
- 文档页数:24
电路分析》实验实验一简单万用表线路计算和校验一、实验目的1.了解万用表电流档、电压档及欧姆档电路的原理与设计方法。
2.了解欧姆档的使用方法。
3.了解校验电表的方法。
二、实验说明万用表是测量工作中最常见的电表之一,用它可以进行电压、电流和电阻等多种物理量的测量,每种测量还有几个不同的量程。
万用表的内部组成从原理上分为两部分:即表头和测量电路。
表头通常是一个直流微安表,它的工作原理可归纳为:“表头指针的偏转角与流过表头的电流成正比”。
在设计电路时,只考虑表头的“满偏电流Im”和“内阻Ri”值就够了。
满偏电流是指表针偏转满刻度时流过表头的电流值,内阻则是表头线圈的铜线电阻。
表头与各种测量电路连接就可以进行多种电量的测量。
通常借助于转换开关可以将表头与这些测量电路分别连接起来,就可以组成一个万用表。
本实验分别研究这些实验。
1.直流电流档多量程的分流器有两种电路。
图1-1的电路是利用转换开关分别接入不同阻值的分流器来改变它的电流量程的。
这种电路计算简单,缺点是可能由于开关接触不太好致使测量不准。
最坏情况(在开关接触不通或带电转换量程时有可能发生)是开关断路,这时全部被测电流都流过表头造成严重过载(甚至损坏)。
因此多量程分流器都采用图1-2的电路,以避免上述缺点。
计算时按表头支路总电阻r0’=2250Ω来设计,其中r’是一个“补足”电阻,数值视r0大小而定。
图1-1 利用转换开关的分流器图1-2 常用的多量程分流器电路图1-3 实验用万用表直流电流档电路给定表头参数:Ω='μ=2250r A 100I 0m , 由图1-3得知:1m 10m R )I I (r I -=' 1110m R I )R r (I =+' 1101m I )R r (R I +'=同理,可推得:2102m I )R r (R I +'=合并上两式1101I )R r (R +'=2102I )R r (R +'将10R r +'消去有:2211R I R I = 现将已知数据代入计算如下:)I I (r I R m 10m 1-'=Ω==-⨯⨯=---250922501010225010100R 4361 2211R I R I =1212R I I R =Ω=⨯=5025051R 2 Ω==Ω=50R r 200r 221,2.直流电压档图1-4为实验用万用表直流电压档线路,给定表头参数同上。
rlc电路特性实验报告RLC电路特性实验报告引言:RLC电路是由电阻(R)、电感(L)和电容(C)组成的电路,是电子学中的基本电路之一。
通过对RLC电路的特性进行实验研究,可以深入了解电路的振荡、滤波和共振等特性。
本实验旨在通过对RLC电路的实验研究,探索其特性及其在实际应用中的意义。
实验一:RLC电路的频率响应特性实验目的:通过改变输入信号的频率,研究RLC电路的频率响应特性,包括共振频率、带宽和相位差等。
实验步骤:1. 搭建RLC串联电路,将信号发生器连接到电路的输入端,示波器连接到电路的输出端。
2. 逐渐改变信号发生器的频率,记录示波器上电压信号的变化。
3. 根据示波器上的波形图,确定共振频率、带宽和相位差。
实验结果与讨论:通过实验观察和数据记录,我们得到了RLC电路的频率响应特性曲线。
在实验中,我们发现当输入信号的频率与电路的共振频率相同时,电路的响应最大。
这是因为在共振频率下,电感和电容的阻抗相互抵消,电路的总阻抗最小,电流得到最大增强。
此外,我们还观察到在共振频率两侧,电路的响应逐渐减小,形成带宽。
带宽的大小取决于电路的品质因数,品质因数越大,带宽越窄。
此外,我们还测量了电路中电压和电流的相位差,发现在共振频率附近,相位差接近零,而在共振频率两侧,相位差逐渐增大。
实验二:RLC电路的振荡特性实验目的:通过改变电路中的电容或电感值,研究RLC电路的振荡特性,包括自由振荡频率、衰减系数和稳态响应等。
实验步骤:1. 搭建RLC串联电路,将信号发生器连接到电路的输入端,示波器连接到电路的输出端。
2. 逐渐改变电容或电感的值,记录示波器上电压信号的变化。
3. 根据示波器上的波形图,确定自由振荡频率、衰减系数和稳态响应。
实验结果与讨论:通过实验观察和数据记录,我们得到了RLC电路的振荡特性曲线。
在实验中,我们发现当电路中的电容或电感值发生变化时,电路的自由振荡频率也会相应改变。
自由振荡频率与电容和电感的数值有关,可以通过计算公式进行估算。
rlc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告---4实验目的:
通过实验研究以下两个方面:
1、研究RC串联电路的幅频特性;
2、研究RC串联电路的谐振现象。
实验准备:
本次实验所使用的仪器为:GC——1023示波器、SL——207电源、SL——230计算机、SL——2002多用表、SL——9002交流功率投入仪、SL——9003功率比量仪、SL——214
示波器及其相关被试线和电极。
实验原理:
RC串联电路由一个电阻R和两个电容C组成,C1和C2在交流电源电压的作用下,C1
的正半波充电电压与C2的负半波充电电压对R的影响,使得它具有一定的临界频率,阻
抗特性在该频率达到最大值,从而形成谐振现象的发生。
实验过程:
1、实验中首先搭建RC串联电路,电路如图所示:
2、打开SL┃┃207电源,调节输出电压为3V,频率为2KHZ;
3、紧接着,用SL┃┃214示波器电测输入信号,调节SL┃┃214示波器的控制电压,选择1V/cm比例和20KHZ/cm时间基数等;
4、此时可以观察到RC串联电路的幅频特性曲线;
5、然后,通过SL┃┃2002多用表电测输出和输入的波形就可以观测到RC串联电路
的谐振现象。
实验结论:
1、rc串联电路在FPC频率处,阻抗和相位角达到最大值;
2、rc串联电路容易形成谐振现象,而且总是在FPC频率处出现最大幅值;
3、出现谐振现象时,输出和输入之间有一个明显的放大效果。
rlc串联电路实验报告篇一:RLC串联谐振电路。
实验报告二、RLC串联谐振电路目的及要求:(1)设计电路(包括参数的选择)(2)不断改变函数信号发生器的频率,测量三个元件两端的电压,以验证幅频特性(3)不断改变函数信号发生器的频率,利用示波器观察端口电压与电流相位,以验证发生谐振时的频率与电路参数的关系(4)用波特图示仪观察幅频特性(5)得出结论进行分析并写出仿真体会。
二阶动态电路的响应(RLC串联)可用二阶微分方程描述的电路成为二阶电路。
此电路在输入为零值时的响应称为零输入相应,在零值初始条件下的响应称为零状态响应。
欠阻尼情况下的衰减系数? 为:??R .2L.其震荡频率?d为:?d?;RLC串联谐振电路条件是:电压U与电流I同相。
z?R?jX?R?j(?L?11?C);当?L??C时,谐振频率为f?f0?1;在电路参数不变的情况下,可调整信号源的频率使电路产生串联谐振;在信号源频率不变的情况下,改变L或C使电路产生串联谐振是。
电路的频率特性,电路的电流与外加电压角频率的关系称为电流的幅频特性。
串联谐振电路总阻抗Z=R,其值最小,如电源电压不变,回路电流I=U/R,其值最大;改变信号源的频率时,可得出电流与频率的关系曲线;三.设计原理:一个优质电容器可以认为是无损耗的(即不计其漏电阻),而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。
把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。
若R、L、C和U的大小不变,阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变,这种关系称之为频率特性。
当信号频率为f=f0?现象,且电路具有以下特性:(1)电路呈纯电阻性,所以电路阻抗具有最小值。
(2)I=I。
=U/R即电路中的电流最大,因而电路消耗的功率最大。
同时线圈磁场和电容电时,即出现谐振厂之间具有最大的能量互换。
工程上把谐振时线圈的感抗压降与电源电压之比称之为线圈的品质因数Q。
四.RLC串联谐振电路的设计电路图:自选元器件及设定参数,通过仿真软件观察并确定RLC 串联谐振的频率,通过改变信号发生器的频率,当电阻上的电压达到最大值时的频率就是谐振频率。
实验报告(一)祝金华 PB15050984实验题目:R 、L 、C 串联谐振电路的研究实验目的: 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。
实验原理 1. 在图1所示的R 、L 、C 串联电路中,当正弦交流信号源U i 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R 上的电压U O 作为响应,当输入电压U i 的幅值维持不变时, 在不同频率的信号激励下,测出U O 之值,然后以f 为横坐标,以U O 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2所示。
图22. 在f =fo =LC π21此时X L=Xc 为最小。
在输入电压U i 的电流达到最大值,且与输入电压U i 同相位。
从理论上讲,此时 U i =U R =U O ,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Q = o CU U 测定,U c 为谐振时电容器C 上的电压(电感上的电压无法测量,故不考虑Q=o LU U 测定) 。
另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f =f2-f1,再根据Q=12f f f O-求出Q 值。
式中f o 为谐振频率,f 2和f 1是失谐时, 亦即输出电压的幅度下降到最大值的2/1 (=0.707)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。
预习思考题1. 根据实验线路板给出的元件参数值,估算电路的谐振频率。
102Li图 1L=30mHfo =LC π21=1/(2×π631001.01030--⨯⨯⨯)=9188.81Hz2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振,电路中R 的数值是否影响谐振频率值? 改变频率f,电感L ,电容C 可以使电路发生谐振,电路中R 的数值不会影响谐振频率值。
rlc串联交流电路的研究实验报告一、实验目的1、深入理解 RLC 串联交流电路中电阻、电感和电容元件的特性。
2、研究交流电路中电压、电流之间的相位关系。
3、掌握 RLC 串联交流电路中阻抗、频率特性等参数的测量方法。
二、实验原理在 RLC 串联交流电路中,总阻抗 Z 为:\Z = R + j\left(X_L X_C\right)\其中,\(R\)为电阻,\(X_L =ωL\)为电感的感抗(\(ω\)为角频率,\(L\)为电感值),\(X_C =\frac{1}{ωC}\)为电容的容抗(\(C\)为电容值)。
电路中的电流\(I\)为:\I =\frac{U}{Z}\其中,\(U\)为交流电源的电压。
电阻两端的电压\(U_R = IR\),电感两端的电压\(U_L =IX_L\),电容两端的电压\(U_C = IX_C\)。
在串联电路中,总电压\(U\)与各元件电压之间的关系满足矢量相加,即:\U =\sqrt{U_R^2 +\left(U_L U_C\right)^2}\三、实验设备1、交流电源:提供可变频率和电压的交流信号。
2、电阻、电感、电容:已知参数的标准元件。
3、示波器:用于观察电压和电流的波形及相位关系。
4、数字万用表:测量电阻、电容、电感的值以及电压、电流等参数。
四、实验步骤1、按照电路图连接 RLC 串联电路,确保连接牢固,无短路或断路现象。
2、用数字万用表测量电阻、电感和电容的实际值,并记录下来。
3、接通交流电源,设置电源输出电压为一定值,调节电源频率,从低频逐渐增加到高频。
4、在不同频率下,用示波器观察电阻、电感和电容两端的电压波形,以及总电压和总电流的波形,记录它们的幅值和相位关系。
5、用数字万用表测量不同频率下电路中的电流值,计算总阻抗\(Z\)。
五、实验数据记录与处理|频率(Hz)|电阻值(Ω)|电感值(H)|电容值(μF)|电阻电压(V)|电感电压(V)|电容电压(V)|总电压(V)|电流(A)|总阻抗(Ω)|||||||||||||50|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____||100|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____||200|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____||500|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____||1000|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|_____|根据实验数据,绘制以下曲线:1、电流频率曲线,分析电流随频率的变化规律。
rlc串联电路的频率特性实验报告RLC串联电路的频率特性实验报告引言:RLC串联电路是由电阻(R)、电感(L)和电容(C)三个元件组成的电路。
在该实验中,我们将研究RLC串联电路的频率特性,即电流和电压随频率的变化规律。
通过实验,我们可以深入了解RLC电路的工作原理和频率响应。
实验目的:1. 掌握RLC串联电路的基本原理和特性。
2. 研究电流和电压随频率变化的规律。
3. 分析并理解电感、电容和电阻对电路频率特性的影响。
实验装置:1. RLC串联电路实验板2. 变频器3. 示波器4. 电压表5. 电流表6. 万用表7. 电源实验步骤:1. 将RLC串联电路实验板连接好,确保电路连接正确无误。
2. 将变频器连接到电路上,用于调节电路的频率。
3. 将示波器连接到电路上,用于观察电压和电流的波形。
4. 使用电压表和电流表分别测量电压和电流的数值。
5. 通过调节变频器的频率,记录不同频率下的电流和电压数值。
6. 将实验数据整理并进行分析。
实验结果与分析:在实验中,我们记录了不同频率下的电流和电压数值,并绘制了频率与电流、电压的关系曲线。
实验结果如下:(这里可以插入实验数据表格或图表)从实验结果可以看出,随着频率的增加,电流和电压的数值呈现出一定的变化规律。
具体分析如下:1. 低频段:在低频段,电流和电压的数值相对稳定,且电流与电压基本保持同步变化。
这是因为在低频段,电感和电容的阻抗相对较大,对电路的影响较小。
2. 临界频率:当频率达到一定值时,电路的电感和电容开始发生共振现象,电流和电压的数值达到最大值。
这个频率被称为临界频率,记作f0。
在临界频率附近,电感和电容的阻抗相互抵消,电路呈现出纯电阻特性。
3. 高频段:在高频段,电流和电压的数值开始下降,且电流和电压的相位差逐渐增大。
这是因为在高频段,电容的阻抗较小,开始起主导作用,使得电流和电压的数值减小。
结论:通过本次实验,我们深入了解了RLC串联电路的频率特性。
竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告篇一:RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告_-_4(1)《电路原理》实验报告实验时间:20XX/5/17一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的1.测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。
2.观察串联谐振现象,了解电路参数对谐振特性的影响。
1.R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数,即:Z?R?j(?L?1)?Zej??c三、实验原理当?L?1时,电路呈现电阻性,us一定时,电流达最大,这种现象称为串?c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?0?1Lc或f0?12?LcR无关。
图4-12.电路处于谐振状态时的特征:①复阻抗Z达最小,电路呈现电阻性,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Q?uLuc?0L11ususR?0cRRc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:I?I0?usR3.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:I(?)?us1??R2??L???c??2?us0??R?Q2?0??I00??1?Q2?0?2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(图4-2)图4-2有时为了方便,常以?I为横坐标,为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I下降越厉害,电路的选择性就越好。
I0为通用幅频特性),图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。
回路的品质因数Q越大,在一定的频率偏移下,为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念,把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即:bw??2?1??0?0由图4-3看出Q值越大,通频带越窄,电路的选择性越好。
rlc串联电路实验报告引言在电路学中,串联电路是指将电阻、电感和电容元件按照串联方式连接起来的电路。
本实验旨在通过测量和分析串联电路中电压、电流和相位的关系,探究串联电路的特性和行为。
实验器材和元件1.示波器2.信号发生器3.RLC串联电路元件:电阻、电感、电容器4.万用表5.连接线实验原理串联电路的根本原理串联电路是由电阻、电感和电容器按照串联方式组合而成的电路。
在串联电路中,电流沿着电路中的路径流动,经过电阻、电感和电容依次进行能量转换和储存。
RLC串联电路的特性RLC串联电路是由电阻、电感和电容元件按照串联方式连接起来的电路。
它具有以下特性:1.阻抗:RLC串联电路的总阻抗是由电阻、电感和电容的阻抗之和构成的。
在交流电路中,阻抗是复数,包括实部和虚部,分别代表电阻和电抗。
2.相位:RLC串联电路中电流和电压之间存在相位差。
相位差的大小和方向取决于电流和电压的频率、幅度以及电路元件的阻抗。
3.谐振:RLC串联电路在特定频率下可能发生谐振现象,即电路中的电压和电流幅值到达最大值。
谐振频率取决于电感和电容的数值。
实验步骤1.搭建RLC串联电路:将电阻、电感和电容按照串联方式连接起来,连接器件以及示波器和信号发生器的接线。
2.设置信号发生器:设置适宜的频率和振幅,使得电路中的电压和电流具有足够的幅值以供测量。
3.使用示波器测量电压和电流:将示波器的探头分别连接到电路中的不同位置,观察并记录示波器上显示的波形和数值。
4.测量电压和电流的相位差:根据示波器上显示的相位信息,计算电压和电流之间的相位差。
5.测量电压和电流的频率响应:改变信号发生器的频率,测量和记录不同频率下电压和电流的幅值。
6.分析实验数据:根据测量数据绘制电压和电流随频率变化的曲线,并分析曲线的特点和规律。
实验结果电压和电流随频率变化的曲线频率(Hz)电流幅值(八)电压幅值(V)1000.525000.4 1.810000.3 1.650000.2 1.2100000.10.8相位差随频率变化的曲线频率(Hz)相位差(°)100050045100090500013510000180实验讨论通过本实验的测量和分析,得出以下结论:LRLC串联电路的总阻抗是由电阻、电感和电容的阻抗之和构成的,具有复数形式。
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:22)C 1L (R ωωZ -+= (2)复阻抗的幅角:RC1L arctanωω-=ϕ (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:22)C 1L (R ωωU I -+=(4)上面三式中Z 、ϕ、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f ,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=ϕ,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CL 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,否则会造成短路。
rlc串联电路特性实验报告rlc串联电路特性实验报告引言:在电子学领域中,串联电路是一种常见的电路连接方式。
在串联电路中,电阻(R)、电感(L)和电容(C)依次连接在电路中,形成了rlc串联电路。
本实验旨在研究和分析rlc串联电路的特性,探究其频率响应和相位差等参数的变化规律。
实验目的:1. 研究和理解rlc串联电路的基本原理;2. 掌握测量和计算串联电路中电阻、电感和电容的数值;3. 分析和评估串联电路的频率响应和相位差。
实验器材和仪器:1. 信号发生器;2. 示波器;3. 电阻箱;4. 电感器;5. 电容器;6. 万用表;7. 连接线等。
实验步骤:1. 搭建rlc串联电路将电阻、电感和电容按照串联的方式连接起来,确保连接正确无误。
使用连接线将信号发生器、示波器和串联电路连接起来。
2. 测量电阻、电感和电容的数值使用万用表测量电阻、电感和电容的数值,并记录下来。
确保测量准确性。
3. 设置信号发生器的频率设置信号发生器的频率,并逐渐增加频率的数值。
同时,观察示波器上电压波形的变化情况。
4. 观察示波器上的波形通过示波器观察串联电路中电压波形的变化情况。
记录下不同频率下的波形特征,并进行比较和分析。
5. 计算并绘制频率响应曲线根据测量所得的数据,计算不同频率下电压的大小,并绘制频率响应曲线。
分析曲线的特点和规律。
6. 测量并计算相位差在不同频率下,使用示波器测量电压波形的相位差。
根据测量结果,计算并比较不同频率下的相位差。
实验结果与分析:1. 频率响应曲线经过测量和计算,得到了rlc串联电路的频率响应曲线。
从曲线上可以看出,在一定范围内,电压随频率的变化呈现出一定的规律性。
当频率达到某一特定值时,电压呈现出最大值,这被称为共振频率。
2. 相位差通过测量电压波形的相位差,可以发现在共振频率附近,相位差为0,即电压和电流的相位完全一致。
而在其他频率下,相位差会有所变化。
结论:通过本次实验,我们深入了解了rlc串联电路的特性。
串联电路的频率特性实验报告一、实验目的1、深入理解串联电路在不同频率下的特性。
2、掌握测量串联电路频率特性的实验方法和仪器使用。
3、观察并分析串联电路中电阻、电容和电感对频率的响应。
二、实验原理在串联电路中,通常包含电阻(R)、电感(L)和电容(C)三种元件。
当交流电源的频率发生变化时,电路中的电流和电压也会随之改变。
对于电阻元件,其阻抗(Z_R)等于电阻值(R),与频率无关。
电感元件的阻抗(Z_L)与频率成正比,即 Z_L =2πfL,其中 f 是频率,L 是电感值。
电容元件的阻抗(Z_C)与频率成反比,即 Z_C = 1 /(2πfC),其中 C 是电容值。
串联电路的总阻抗(Z)等于各个元件阻抗之和,即 Z = Z_R +Z_L + Z_C 。
电路中的电流 I = U / Z ,其中 U 是电源电压。
三、实验仪器1、信号发生器:用于产生不同频率的交流信号。
2、示波器:用于观测电路中的电压和电流波形。
3、电阻箱:提供可变的电阻值。
4、电感箱:提供可变的电感值。
5、电容箱:提供可变的电容值。
6、万用表:用于测量电阻、电容和电感的值。
四、实验步骤1、按照电路图连接好串联电路,包括电阻、电感和电容。
2、用万用表测量电阻、电感和电容的实际值,并记录下来。
3、打开信号发生器,设置起始频率和终止频率,以及频率步长。
4、调节信号发生器的输出电压,使其保持恒定。
5、用示波器分别测量电阻、电感和电容两端的电压,并记录不同频率下的电压值。
6、计算不同频率下电路中的电流值,根据公式 I = U / Z 。
7、绘制电阻、电感和电容两端电压以及电流与频率的关系曲线。
五、实验数据记录与处理|频率(Hz)|电阻电压(V)|电感电压(V)|电容电压(V)|电流(A)|||||||| 100 | 50 | 20 | 30 | 05 || 200 | 55 | 30 | 25 | 055 || 300 | 60 | 40 | 20 | 06 || 400 | 65 | 50 | 15 | 065 || 500 | 70 | 60 | 10 | 07 |根据上述数据,绘制出电压和电流与频率的关系曲线。
实验1.4 R、L、C 电路的频率特性实验1.4.1 硬件实验1.实验目的(1)熟悉信号发生器、示波器、交流毫伏表的使用。
(2)研究RLC 串联电路的谐振现象、特点及元件参数对电路频率特性的影响。
(3)了解RC 串并联电路的选频特性。
2.实验预习要求(1)阅读附录,了解功率函数发生器、双通道交流毫伏表和双踪示波器的使用方法。
(2)能否用普通万用表测量本实验中各交流电压?为什么?(3)掌握R、L、C 串联电路的频率特性。
在图1.4.1 中,若功率函数发生器输出电压U = 2V,R = 51Ω、C = 33nF、L = 9mH、线圈电阻r L = 0.7Ω(由于各实验板上电感线圈的电感、线圈电阻各不相等,这里取近似值),试计算电路的性能指标:谐振频率f0 = 9235.11 Hz品质因数(需考虑r L)Q = 10.10谐振时电感和电容电压U L0 = U C0 = 20 V通频带f BW = 914.26 Hz3.实验和设备4.实验内容及要求(1)R、L、C 串联电路频率特性的测量→按图1.4.1 接线,R = 51Ω、C = 33nF。
由函数发生器的“功率输出端”提供频率和幅度可调的正弦电压。
示波器通道CH1 显示信号源电压u 的波形,通道CH2 显示电阻电压u R 的波形(此处电流i 与电阻电压u R 同相位)。
→把电路调到谐振状态,测量谐振频率f o12C红+ CH1u-R+ u R -CH2 黑测量谐振频率 f o 可以采用调节信号源频率,使电压 u 和 u R 同相的方法。
本实验用李沙育图形法(实验原理见本实验后附录)。
调节信号源频率等于本实验“预习要求(3)”中的估算值 f 0,信号源输出电压 U = 2V ,用示波器观察 u 和 u R 波形的相位关系,微调信号源频率,使 u 和 u R 同相。
将示波器“扫描频率开关”(TIME/DIV )旋钮选择“X-Y ”工作方式,CH1 成为 X 轴通道。
rlc电路特性研究实验报告实验报告-RLC 电路特性的研究实验报告学号:实验成绩:批阅日期:姓名:同组姓名:班级:实验日期:2009-11-24 指导老师:助教30RLC 电路特性的研究【实验目的】1. 通过研究RC、RL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震荡回路特点的认识。
2. 掌握RC、RL串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。
3. 用实验的方法找出电路的谐振频率,利用幅频曲线求出电路的品质因数Q值。
【实验原理】1 RC、RL、RLC暂态过程(1) RC串联电路在由R、C组成的电路中,暂态过程是电容的充放电的过程.其中信号源用方波信号.在上半个周期内,方波电压+E,其对电容充电;在下半个周期内,方波电压为零,电容对地放电.充放电过程中的回路方程分别为通过以上二式可分别得到半衰期(2) RL串联电路与RC串联电路进行类似分析可得,RL串联电路的时间常数t 分别为1、的解。
及半衰期(3) RLC串联电路在理想化的情况下,L、C都没有电阻,可实际上L、C本身都存在电阻,电阻是一种耗损元件,将电能单向转化成热能。
所以电阻在RLC电路中主要起阻尼作用。
所以根据阻尼震荡方程可以三种不同状态的解,分别为欠阻尼、过阻尼和临界阻尼。
2 RC,RL电路串联稳态当把正弦信号输入串联回路时,其电容和电阻两端的输出电压的幅度随输入电压的频率是等幅变化。
而电压幅度随频率变化的曲线称幅频曲线,相位随频率的曲线称相频曲线。
3 RLC谐振在RLC串联谐振电路中,由于三个元件之间存在相位超前和滞后的特性,所以当电压一定并满足一定的频率时,使得电路中的阻抗达到最小时电流将达到最大值,此时的频率称为谐振频率。
2【实验数据记录、实验结果计算】1、RC暂态测量理论值:相对误差:6.97%= 70.702、RL暂态测量理论值:相对误差:19.13%3、RLC暂态测量测量得:L = 28.0mHC = 1.060理论值:相对误差:47.18%= 19.40R = 6984.010279.1(该误差将在后面讨论)34、RLC谐振电路测量峰值时,f = 27.42kHZ,U=3.80V,UL=0.96V,Uc=1.28V R=1000 ,L = 28.0mH,C=1.060nF作电路电流峰峰值与电源信号频率的关系图:测量得谐振频率为27.42kHz左右理论值相对误差:6.5%4= 29.21kHz由可得下表作电流与信号电压相位差与电源信号频率的关系图:实际上应该在10kHz到300kHz的范围内在测量几组数据,这样会使图像更加平滑漂亮。
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1.RLC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|=·UU C或U L与U的比值称为品质因数Q。
可以证明:Q====△f=,Q=2.RLC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:L·C+R·C+=0初始条件为t=0,=E,=0,这样方程解一般按R值的大小可分为三种情况:(1)R<2时为欠阻尼,U C=·E··cos()。
竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告
篇一:RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告
_-_4(1)
《电路原理》
实验报告
实验时间:20XX/5/17
一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的
1.测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。
2.观察串联谐振现象,了解电路参数对谐振特性的影响。
1.R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数,即:
Z?R?j(?L?
1
)?Zej??c
三、实验原理
当?L?
1
时,电路呈现电阻性,us一定时,电流达最大,这种现象称为串?c
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
?0?
1Lc
或f0?
12?Lc
R无关。
图4-1
2.电路处于谐振状态时的特征:
①复阻抗Z达最小,电路呈现电阻性,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Q?
uLuc?0L11
ususR?0cRR
c
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:
I?I0?
us
R
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:
I(?)?
us
1??
R2??L??
?c??
2
?
us
0?
?R?Q2
?0?
?
I0
0?
?1?Q2
?0?
2
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(图4-2)
图4-2
有时为了方便,常以
?I
为横坐标,为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I
下降越厉害,电路的选择性就越好。
I0
为通用幅频特性),图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。
回路的品质因数Q越大,在一定的频率偏移下,为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念,把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即:bw?
?2?1
??0?0
由图4-3看出Q值越大,通频带越窄,电路的选择性越好。
③激励电压与响应电流的相位差?角和激励电源角频率?的关系称为相频
特性,即:
?L?
?(?)?arctg
1
?arctgxRR
显然,当电源频率?从0变到?0时,电抗x由??变到0时,?角从?
?
2
变到
?
2
0,电路为容性。
当?从?0增大到?时,电抗x由0增到?,?角从0增到,电路为感性。
相角?与
?
的关系称为通用相频特性,如图4-4所示。
?0
图4-3图4-4
谐振电路的幅频特性和相频特性是衡量电路特性的重要标志。
1.电路分析实验箱一台2.信号发生器一台3.交流毫伏表一台4.双踪示波器一台
五、实验内容与步骤四、实验设备
?为低频信号发生器。
将电源的输出电压接示波器按图4-5连接线路,电源us
的YA插座,输出电流从R两端取出,接到示波器的Yb 插座以观察信号波形,取
L?0.1h,c?0.5?F,R?10Ω,电源的输出电压u?3V。
图4-5
1.计算和测试电路的谐振频率①f0?
12?Lc
用L、c之值代入式中计算出f0。
f0
②测试:用交流毫伏表接在R两端,观察uR的大小,然后调整输入电源的频率,使电路达到串联谐振,当观察到uR最大时电路即发生谐振,此时的频率即为f0(最好用数字频率计测试一下)
2.测定电路的幅频特性
①以f0为中心,调整输入电源的频率从100hz~2000hz,在f0附近,应多取
些测试点。
用交流毫伏表测试每个测试点的uR值,然
后计算出电流I的值,记入表格4-1中。
表4-1
②保持us=3V,L=0.1h,c=0.5?F,改变R,使R?100?,即改变了回路Q
3.测定电路的相频特性
仍保持us=3V,L=0.1h,c=0.5?F,R?10?。
以f0为中心,调整输入电源
的频率从100hz~2000hz。
在f0的两旁各选择几个测试点,从示波器上显示的电压、电流波形上测量出每个测试点电压与电流之间的相位差u??i,数据表
五、思考题
1.用哪些实验方法可以判断电路处于谐振状态?测R
两端的电压与us比较相等时处于谐振状态.
2.实验中,当R、L、c串联电路发生谐振时,是否有uc?uL及uR?us?若关系不成立,试分析其原因。
六、实验报告要求
1.根据实验数据,在坐标纸上绘出两条不同Q值下的幅频特性曲线和相频特性曲线,并作扼要分析。
(计算电流I0注意:L不是理想电感,本身含有电阻,而且当信号的频率较高时电感线圈有肌肤效应,电阻值会有增加,可先测量出的
uc、us求出Q值,然后根据已知的L、c算出总电阻。
)
2.通过实验总结R、L、c串联谐振电路的主要特点。
3.回答思考题2。
答:uc和ul大小相等方向相反,ur和us不相等,因为不是理想的电感,电感线圈有阻值.
篇二: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
班级:
姓名:学号:
指导教师:
实验报告
实验题目
:RLc
串联电路谐振
特性的研究
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us的电压为u,角频率为ω,各元件的阻抗分别为
ZR?R
ZL?j?L
Zc?
1j?c
则串联电路的总阻抗为1 Z?R?j(?L?
?c
)串联电路的电流为
?
?
I??
Z
?
Iej?
R?j(?L?
1
?
?c
)
式中电流有效值为
I?
uZ?
u
R2
?(?L?
1
?c
)
2
?L?
1
c
??arctan
R它是频率的函数,随频率的变化关系如图3.12-2所示. π/?π/(b)
电路中各元件电压有效值分别为
图3.12-2
R
uR?RI?
R2
?(?L?
1
?c
)
2
u?L
L??LI? uR2
?(?L?
1
)
2
?c
u1
c?
?
c
I?
1
u?cR2
?(?L?
1
?c
)
2
图3.12-1
(3.12?1)
(3.12?2)
(3.12?3)
(3.12?4)
(3.12?5)
(3.12?6)
(3.12?7)
电流与电压间的位相差为
(3.12-5)和(3.12-6),(3.12-7)式可知,uR,uL和uc随频率变化关系如图3.12-3所示.
(a)
图3.12-3
(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
1
?c
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?0表示,则有
1
?0?(3.12?9)
Lc
从图3.12-2和图3.12-3可见,当发生谐振时,uR和I有。