RLC串聯(lián)諧振電路的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-06-20 10:00:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
一、實(shí)驗目的
1.學(xué)習測定RLC串聯(lián)電路的諧振頻率,加深對RLC串聯(lián)電路諧振特點(diǎn)的理解。
2.學(xué)習測定RLC串聯(lián)電路電流諧振曲線(xiàn)的方法。
3.熟悉數字萬(wàn)用表的使用方法。
二、實(shí)驗原理
1.在圖l所示的RLC串聯(lián)電路中,改變正弦交流信號Ui的頻率f時(shí),電路中的感抗、容抗隨之改變,電路中的電流也隨f而改變。在保持Ui幅度不變時(shí),改變Ui的頻率f,在不同頻率的作用下,測出R兩端電壓U0,則I=,然后以f為橫坐標,以I為縱坐標,繪出光滑的曲線(xiàn),即為RLC電路的幅頻特性,也稱(chēng)為電流諧振曲線(xiàn),如圖2所示。
2、在處,即(XL=XC)
幅頻特性曲線(xiàn)尖峰所在的頻率點(diǎn),該頻率點(diǎn)稱(chēng)為諧振頻率,此時(shí)電路呈純阻性,電路總阻抗最小Z=R,在Ui為定值時(shí),電路中的電流I0達到最大值,且與輸入電壓Ui同相位,理論上,此時(shí)UL0=UC0=QUi。
式中Q稱(chēng)為電路的品質(zhì)因數,即
當L、C一定時(shí),Q值由電路中的總電阻決定,電阻R越小,品質(zhì)因數Q越大。
3.電路品質(zhì)因數Q值的兩種測量方法。
(1)根據公式
測定,UL0與UC0分別為諧振時(shí)電感和電容上的電壓;
(2)通過(guò)測量諧振曲線(xiàn)的通頻帶寬度再根據求出Q值,式中為諧振頻率,和是失諧時(shí),幅度下降到最大值的0.707倍時(shí)的上、下頻率點(diǎn)。Q值越大,曲線(xiàn)越尖銳,通頻帶越窄,電路選頻特性越好。
三、實(shí)驗儀器
1.函數信號發(fā)生器
2.臺式萬(wàn)用表
3雙蹤示波器
4.KHDL-3實(shí)驗箱
(注:本實(shí)驗中L約為30mH)
四、實(shí)驗內容及步驟
按圖3電路接線(xiàn),取R=200Ω,C=0.1uf,調節函數信號發(fā)生器,使其輸出一個(gè)1V的正弦信號(DM-441B的AC 2V 擋測得),并在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中保持Ui=1V幅值不變。
1、找出電路的諧振頻率 。其方法是,將數字萬(wàn)用表接在電阻R兩端,令信號源的頻率由小逐漸變大(注意要維持信號發(fā)生器的輸出電壓幅度不變),當UO的讀數為最大時(shí),讀出信號發(fā)生器的頻率顯示值,即為諧振頻率fo,然后測量出U0、UC0、UL0之值(注意及時(shí)更換萬(wàn)用表的量程)
2、測定電流諧振曲線(xiàn)。在諧振點(diǎn)兩側,應先測出 和 相應的U0值,然后逐點(diǎn)測出不同頻率下U0值
五、實(shí)驗報告
根據實(shí)驗數據繪制出兩種R參數下的幅頻特性
六、實(shí)驗預習
1、根據實(shí)驗電路給出的元件參數值(L=30mH,C=0.1uF),估算電路的諧振頻率,估算兩種R參數下品質(zhì)因數Q和通頻帶。
2、如何判別電路是否發(fā)生諧振?
3、電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),為什么輸入電壓不能太大?如果信號源電壓1V,電路諧振時(shí),用數字萬(wàn)用表測UL和UC,應該選擇多大的量程?
七、實(shí)驗注意事項
1.實(shí)驗過(guò)程中測量電壓時(shí),注意萬(wàn)用表的當前狀態(tài)應設置為交流電壓
2.實(shí)驗過(guò)程中要始終保持Ui電壓值為1V不變,特別是改變頻率時(shí)尤其要注意。
3.在測量UC0和UL0數值前,應根據實(shí)驗前估算的數值及時(shí)更換萬(wàn)用表的量程,在測量UC0和UL0時(shí),萬(wàn)用表的“紅表筆”端接C與L的公共點(diǎn),其黑表筆分別觸及L和C的另外一端。