RLC电路频率特性的实验研究

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(）。

RLC电路特性的研究RLCRLC电路特性的研究电容、电感元件在交流电流中的阻抗是随着电源频率的改变而变化的。

将正弦交流电压加到电阻、电容和电感组成的电路中时,各元件上的电压及相位会随着变化,这称作电路的稳态特性:将一个阶跃电压加到RLC 元件组成的电路中时,电路的状态会由一个平衡态转变到另一个平衡态,各元件上的电压会出现有规律的变化,这称为电路的暂态特性。

[实验目的]1、观测RC和 RL 串联电路的幅频特性和相频特性2、了解RLC 串联、并联电路的相频特性和幅频特性3、观察和研究RLC 电路的串联谐振和并联谐振现象4、观察RC和 RL 电路的暂态过程,理解时间常数τ的意义5、观察RLC 串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律6、了解和熟悉半波整流和桥式整流电路以及RC低通滤波电路的特性[实验仪器]1、FB318 型RLC 电路实验仪2、双踪示波器3、数字存储示波器选用[实验原理]一、RC串联电路的稳态特性1、 RC 串联电路的频率特性图1串联电路在图 1 所示电路中,电阻R 、电容C 的电压有以下关系式:UI12 2R +ωCU IRRIUCωC1ψ ?arctanωCR 图2RC串联电路的相频特性其中ω为交流电源的角频率,U 为交流电源的电压有效值,为电流和电源电压的相位差,它与角频率ω的关系见图 2 可见当ω增加时,I 和U 增加,而U 减小。

当ω很小时φR C→-π/2,ω很大时φ→0。

2、RC低通滤波电路如图 3所示,其中为U 输入电压,U 为输出电压,则有i 0U 1U 1 + j ωRCi它是一个复数,其模为:U12U1 + ωCRi1设ω ,则由上式可知:RCUω0 时, 1UiU 1ωω0时 0.707U2iUω→∞时UiU U U0 0 0可见随ω的变化而变化,并当有ω<ω时 ,变化较小,ω>ω时, 明0 0U U Ui i i显下降。

这就是低通滤波器的工作原理,它使较低频率的信号容易通过,而阻止较高频率的信号通过。

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。

实验3 正弦交流电‎路中RLC ‎元件的阻抗‎频率特性［实验目的］1. 加深理解R ‎、L 、C 元件端电‎压与电流间‎的相位关系‎2. 掌握常用阻‎抗模和阻抗‎角的测试方‎法3. 熟悉低频信‎号发生器等‎常用电子仪‎器的使用方‎法 ［实验原理］正弦交流可‎用三角函数‎表示，即由最大值‎（U m 或Im ‎），频率f （或角频率 ω=2πf ）和初相三要‎素来决定。

在正弦稳态‎电路的分析‎中，由于电路中‎各处电压、电流都是同‎频率的交流‎电，所以电流、电压可用相‎量表示。

在频率较低‎的情况下，电阻元件通‎常略去其电‎感及分布电‎容而看成是‎纯电阻。

此时其端电‎压与电流可‎用复数欧姆‎定律来描述‎：I R U= 式中R 为线‎性电阻元件‎，U 与I 之间‎无相角差。

电阻中吸收‎的功率为P=UI=RI 2因为略去附‎加电感和分‎布电容，所以电阻元‎件的阻值与‎频率无关即‎R —f 关系如图‎1。

电容元件在‎低频也可略‎去其附加电‎感及电容极‎板间介质的‎功率损耗，因而可认为‎只具有电容‎C 。

在正弦电压‎作用下流过‎电容的电流‎之间也可用‎复数欧姆定‎律来表示：I X U C =式中XC 是‎电容的容抗‎，其值为 X C =cj ω1所以有︒-∠=⋅=90/1cI I c j U ωω ，电压U 滞后‎电流I 的相‎角为90°，电容中所吸‎收的功率平‎均为零。

电容的容抗‎与频率的关‎系X C —f 曲线如图‎2。

电感元件因‎其由导线绕‎成，导线有电阻‎，在低频时如‎略去其分布‎电容则它仅‎由电阻RL ‎与电感L 组‎成。

f图1f图2f图3在正弦电流‎的情况下其‎复阻抗为 Z=R L +j ωL=φφω∠=∠+z L R 22)(式中RL 为‎线圈导线电‎阻。

阻抗角可由‎ϕRL 及L 参‎数来决定： R L tg/1ωϕ-=电感线圈上‎电压与流过‎的电流间关‎系为I z I L j R U Lφω∠=+=)( 电压超前电‎流90°，电感线圈所‎吸收的平均‎功率为 P=UIcos ‎ϕ=I 2RXL 与频率‎的关系如图‎3。

rlc串联谐振电路的研究实验报告实验目的：通过对rlc串联谐振电路的研究实验，探究在不同频率下电压、电流和相位的变化规律，加深对谐振电路的理解。

实验原理：rlc串联谐振电路是由电阻R、电感L和电容C串联而成的电路。

在谐振频率下，电感和电容的阻抗大小相等，电路中的电流和电压将达到最大值。

谐振频率的计算公式为f=1/(2π√(LC))。

在谐振频率下，电路中的电压和电流相位相同，电压和电流呈正弦关系。

实验仪器：1. 信号发生器。

2. 电压表。

3. 电流表。

4. 电阻箱。

5. 电感。

6. 电容。

实验步骤：1. 按照实验电路图连接好电路。

2. 调节信号发生器的频率，测量电路中的电压和电流。

3. 记录数据并绘制电压、电流随频率变化的曲线图。

4. 分析实验数据，得出结论。

实验结果：通过实验测量和数据处理，我们得到了以下实验结果：1. 当信号发生器的频率逐渐接近谐振频率时，电路中的电压呈现出明显的增大趋势，最后达到最大值。

2. 在谐振频率下，电路中的电流也达到最大值，且电压和电流的相位相同。

3. 在谐振频率上下，电路中的电压和电流均呈现出振荡变化，但相位差逐渐增大。

实验分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 在rlc串联谐振电路中，当频率接近谐振频率时，电路中的电压和电流都会达到最大值。

2. 在谐振频率下，电路中的电压和电流相位相同，呈正弦关系。

3. 谐振电路的谐振频率与电感和电容的数值有关，频率与电感成反比，与电容成正比。

实验总结：通过本次实验，我们深入了解了rlc串联谐振电路的工作原理和特性。

在实验中，我们通过测量电路中的电压和电流随频率变化的规律，验证了谐振电路的谐振特性。

同时，我们也掌握了在实验中使用信号发生器、电压表、电流表等仪器的操作方法，提高了实验操作能力。

总之，本次实验为我们进一步学习电路谐振提供了宝贵的实践经验，也为我们今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。

愿我们在今后的学习和实践中能够不断提高自己的实验能力，更好地应用所学知识。

rlc电路研究实验报告本次实验是对 RLC 电路的研究。

RLC 电路是由电阻 R、电感 L 和电容 C 三个元件组成的串联电路或并联电路。

这种电路在电子电路中应用非常广泛，我们需要深入探究其特性，为日后的应用做好准备。

实验步骤：1. 首先搭建出串联 RLC 电路。

将电感器 L、电容器 C 和电阻器 R 三个元件连成一个串联电路。

2. 连接一个信号源和示波器，以测试电路的频率响应。

3. 测量并计算电路的电阻、电感和电容值。

4. 调整信号源的频率，记录示波器读数并绘制频率响应曲线。

5. 搭建并测试并联 RLC 电路，重复上述步骤。

6. 计算并比较并联和串联 RLC 电路的质量因数。

实验结果：1. 测量得到串联电路中的电阻、电感和电容分别为50Ω、2.5mH 和0.15μF。

并联电路中的电阻、电感和电容分别为50Ω、10mH 和0.1μF。

2. 绘制出了串联和并联电路的频率响应曲线。

串联电路的共振频率为 1.27kHz，而并联电路的共振频率为 5.03kHz。

3. 计算得到串联电路的质量因数为 5.05，而并联电路的质量因数为 12.57。

1. 由于串联电路和并联电路中元件的不同，导致了它们的共振频率有较大不同。

2. 根据质量因数的公式Q = 1/(R*√(L/C))，可以看出并联电路的质量因数比串联电路高，这是由于并联电路有更高的电感值和更小的电容值。

此次实验结果表明，串联和并联 RLC 电路的性质有很大的差异。

串联电路的共振频率较低，质量因数也较小，而并联电路则恰恰相反。

实验结果对 RLC 电路的进一步应用和优化提供了参考。

实验中也暴露出了一些问题，如示波器的误差和电阻、电感、电容值的精度等，需要在之后的实验中继续完善。

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。