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RLC串联谐振电路的研究

2023年01月17日 12:33:14      来源:武汉华意电力科技有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:23

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  是一家专业研发生产串联谐振的厂家,本公司生产的串联谐振在行业内都,以打造的“串联谐振“高压设备供应商而努力。

一、实验目的

1.学习测定RLC串联电路的谐振频率,加深对RLC串联电路谐振特点的理解。

2.学习测定RLC串联电路电流谐振曲线的方法。

3.熟悉数字万用表的使用方法。

二、实验原理

1.在图l所示的RLC串联电路中,改变正弦交流信号Ui的频率f时,电路中的感抗、容抗随之改变,电路中的电流也随f而改变。在保持Ui幅度不变时,改变Ui的频率f,在不同频率的作用下,测出R两端电压U0,则I=,然后以f为横坐标,以I为纵坐标,绘出光滑的曲线,即为RLC电路的幅频特性,也称为电流谐振曲线,如图2所示。

2、在处,即(XL=XC)

幅频特性曲线尖峰所在的频率点,该频率点称为谐振频率,此时电路呈纯阻性,电路总阻抗最小Z=R,在Ui为定值时,电路中的电流I0达到值,且与输入电压Ui同相位,理论上,此时UL0=UC0=QUi。

式中Q称为电路的品质因数,即

当L、C一定时,Q值由电路中的总电阻决定,电阻R越小,品质因数Q越大。

 

3.电路品质因数Q值的两种测量方法。

(1)根据公式

测定,UL0与UC0分别为谐振时电感和电容上的电压;

(2)通过测量谐振曲线的通频带宽度再根据求出Q值,式中为谐振频率,是失谐时,幅度下降到值的0.707倍时的上、下频率点。Q值越大,曲线越尖锐,通频带越窄,电路选频特性越好。

三、实验仪器

1.函数信号发生器

2.台式万用表

3双踪示波器

4.KHDL-3实验箱

(注:本实验中L约为30mH)

 

四、实验内容及步骤  

按图3电路接线,取R=200Ω,C=0.1uf,调节函数信号发生器,使其输出一个1V的正弦信号(DM-441B的AC 2V 挡测得),并在整个实验过程中保持Ui=1V幅值不变。

1、找出电路的谐振频率 。其方法是,将数字万用表接在电阻R两端,令信号源的频率由小逐渐变大(注意要维持信号发生器的输出电压幅度不变),当UO的读数为时,读出信号发生器的频率显示值,即为谐振频率fo,然后测量出U0、UC0、UL0之值(注意及时更换万用表的量程)

2、测定电流谐振曲线。在谐振点两侧,应先测出 和 相应的U0值,然后逐点测出不同频率下U0值

五、实验报告

根据实验数据绘制出两种R参数下的幅频特性

六、实验预习

1、根据实验电路给出的元件参数值(L=30mH,C=0.1uF),估算电路的谐振频率,估算两种R参数下品质因数Q和通频带。

2、如何判别电路是否发生谐振?

3、电路发生串联谐振时,为什么输入电压不能太大?如果信号源电压1V,电路谐振时,用数字万用表测UL和UC,应该选择多大的量程?

七、实验注意事项

1.实验过程中测量电压时,注意万用表的当前状态应设置为交流电压

2.实验过程中要始终保持Ui电压值为1V不变,特别是改变频率时尤其要注意。

3.在测量UC0和UL0数值前,应根据实验前估算的数值及时更换万用表的量程,在测量UC0和UL0时,万用表的“红表笔”端接C与L的公共点,其黑表笔分别触及L和C的另外一端。

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