RCL谐振电路实验图标

3.RLC串联电路暂态特性
选择方波作为信号源进行实验， 以便用普通示波器进行观测。 选择合适的 L、 C 值，根据选定参数，调节 R 值的大小。观察 3 种阻尼振荡的波形，如果欠阻尼 时振荡的周期数较少，则应重新调整 L、C 值。
注意事项
使用双踪示波器要正确接线，注意两通道的接地 点应该位于线路的同一点，否则会引起部分电路 短路。
改变R是否影响RLC串联电路谐振频率？改变C 是否影响谐振频率？
实验目的
实验仪器
信号源、电阻箱、电感箱、电容箱、双踪示波器
实验原理
1.RC滤波电路
a 低通滤波电路
输入电压与输出电压的比值为
Uo 1 Ui 1 j R C
当 0 时， 有
RC低通滤波电路
Uo U 1 ， 1 时，有 o 1 0.707 ， →∞时， Ui Ui RC 2
RLC振荡电路实验
实验背景
RLC电路是一种由电阻（R）、电感（L）、电容 （C）组成的电路结构，它一般被称为二阶电路，因为 电路中的电压或者电流的值，通常是某个由电路结构 决定其参数的二阶微分方程的解。电路元件都被视为 线性元件的时候，一个 RLC 电路可以被视为电子谐波 振荡器。电容、电感元件在交流电路中的阻抗是随着 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 位会随之变化，这称为电路的稳态特性；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。
RLC串联电路
① R 2 L / C 时，为欠阻尼
② R 2 L / C 时，为过阻尼

在实际工程电路中，常用的并联谐振电路如左图所示， 它是由线圈L和电容器C并联组成的，其中，R表示线圈的电
阻。当发生并联谐振时，其电压u和电流i同相，即 ＝0，
电路呈电阻性，相量图如右图所示。
由基尔霍夫电流定律的相量表示式可知
•
•
•
I
•
I1
•
IC
R
U
jL
U j 1
C
•
U
R2
R
L2
j
R2
f0
2π
1 LC
2 3.14
1
1050（kHz）
0.23103 100 1012
谐振时的等效阻抗为：
Z
L RC
0.23103 15 100 1012
153（kΩ）
电工电子技术
U I0 R
3．由于XL＝XC，所以，UL＝UC。但因 U•L与U•C相位相
反，互相抵消，故电源电压等于电阻电压
•
U
•
UR
，如下图
所示。
但UL和UC各自的作用不容忽视，因
UL
XLI
XL
U R
UC
XCI
XC
U R
若XL＝XC＞R，则UL＝UC＞U。如果电 感和电容的电压过高，可能会击穿线圈和电
容器的绝缘。因此，在电力工程中一般应避
L
L2
C
由于谐振时
•
U
与
•
I
同相，因此，上式中的虚部应为零，即
R2
L
L2
C
0
通常线圈的电阻R很小，即R＜＜ωL，所以，上式中的R 可忽略不计，于是，可得谐振频率为：
0
1 LC
1 f0 2π LC

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。

④在电流的峰值所对应的频率附近，调节 函数电源的频率旋钮，通过电压表测量电阻 上的电压，电压值最接近函数电源的输出电 压值时的频率即为实际的谐振频率。
⑤以实际的谐振频率为中心，向频率递增
和递减两个方向，间距为50HZ左右，采集四
组数据。
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五 实验总结
1. 实验数据分析： 根据串联电容电路所给的参数，计算谐振时f0、 │Z0│、I0值与测得对应值进行比较，并简单分析误差原因。 2.根据实验所测得数据分析串联谐振特点，并绘制曲线。 3.在RLC串联电路中，谐振时UC 与UL是否相等，为什么？ UR 与U 是否相同，为什么？ 4.说明f低于时f0和高于f0时，RLC串联电路是电容性还是电感性。 5.分析电路发生谐振时能量的消耗与互换情况。
二 预习要求
1.复习RLC串联电路的理论知识。 2.掌握串联谐振电路的特点。 3.实验前根据给定参数，从理论上计算出谐振频率f0，以便比较。
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三 实验原理
1. RLC串联电路
在图1所示的R、L、C串联电路中，当正
弦交流信号源的频率f改变而幅值维持不变
时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路
中的电流也随f而变：
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3.保持400欧姆电阻不变，改变电容，取C=2微法，重复上述步骤 (注意f0已有变化)，测量数据填入表3 。
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6V
2021/8/20
❖ 实验中注意点
(1)数据采集方法：
① 将函数电源电压调节到6V；
② 将函数电源的频率调节到理论的谐振频 率(f0=356HZ)；
③调节函数电源的频率旋钮，通过电流表 观察电路中的电流，在理论的谐振频率附近 找到电路中电流的峰值。
④以实际的谐振频率为中心，向频率递 增和递减两个方向，间距为50HZ左右， 采集四组数据。