RLC串联谐振电路实验数据处理

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RLC串联谐振电路实验目的  

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。

RLC串联谐振电路实验数据处理：

RLC串联电路的阻抗是电源频率的函数，在RLC串联电路中，当正弦交流信号源的频率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。

实验步骤：取电阻R两端的电压UO作为响应，当输入电压Ui的幅值维持不变时，在不同频率的信号激励下，测出U0之值。然后以f为横坐标，以U0/Ui为纵坐标(因为Ui不变，故也可直接以UO为纵坐标）绘出光滑的曲线，即为幅频特性曲线，亦称为谐振曲线。

此时XL=XC，电路呈纯阻性，电路阻抗的模最小，XL=XC是R，L，C串联电路发生谐振的条件。在输入电压Ui为定值时，路中的电流达到最大值，且与输入电压Ui同相位。

从理论上讲，此时Ui=UR=RO,UL=RC=QUi亦即电感电压等于电容电压，并且是电源电压的Q倍：式中的Q称为电路的晶质因数。

电路品质因数口值的测量方法，一是根据公式Q=UL/Ui=UC/Ui测定，UC与UL分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压：另一个方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f=f2-f1，再根据Q=f0/(f2-f1)求出Q值。式中，f0为谐振频率，f2和f1是失谐时，也就是输出电压的幅度下降到最大值的l/；历时的上、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。

实验总结：RLC串联电路具有稳态性，自选合适的L值、C值和R值，用示波器的两个通道测信号源电压U和电阻电压UR、，必须注意两通道的公共线是相通的，接入电路中应该在同一点上，否则会造成短路。RLC串联电路具有幅频特性，保持信号源电压U不变，根据所选的L值、C值，估算谐振频率，以选择合适的正弦波频率范围。当UR的电压为最大时的频率即为谐振频率，记录下不同频率是的UR大小。RLC串联电路具有相频特性，用示波的双通道观测U的相位差，UR的相位与电路中电流的相位相同，观测在不同频率下的相位变化，记录下某一频率时的相位差值。