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1、01实验1RLC串联电路的频率特性实验实验1 R-L-C串联电路的频率特性 一、 实验目的 测量R-L-C串联电路电流响应的幅频特性。 研究串联谐振现象及特点。 研究元件参数对电路频率特性的影响。 熟悉测量仪器、仪表的使用方法。 二、 实验仪器设备 正弦信号源 双踪示波器 晶体管毫伏表 电容、电感线圈、电阻板 三、 预习内容 阅读各项实验内容，看懂有关原理，明确实验目的。 图1.1中，设外接电阻R=20W，电感线圈电阻r=8W，电感量L=100mH，电容C=1mF， U(f)=常数(2V)。注：实验用电感线圈多数规格为100mH，少数有例外。 1. 写出I(f)的表达式； 2. 求电路的谐振频
2、率f0及谐振时的电流I0； 3. 求I(f)的通频带宽度Df； 4. 电路发生谐振时，UUc= 。 图1.1中，若电阻R=50W，I(f)的通频带宽度Df又为多少？ 四、 实验内容 按图1.1接线(注意：示波器、晶体管毫伏表的黑色夹子为地线，应与正弦信号源共地)，参照表1.1要求，完成如下实验内容： 1. 测量I(f) 先测量谐振状态下的电流I0，并记录电压UL、UC、UCL和UR，再调整信号源频率，使其在f0左右一个范围内变化，测量相应的电流I0。 根据实验室的实际参数重新核算f0； 使正弦信号源的频率等于核算值f0，电压U=2伏左右； 图1.1中，示波器Y1显示总电压u的波形，Y2显示uR
3、的波形。接Y2(X)钮，置拉开位置。在核算值f0的基础上微调信号源频率，使Y1、Y2两波形同相，此时信号源的频率即是实际f0。记录相应的UC、UL、UCL、UR。 改变信号源频率，测量相应的电流I。 i 红 L C 正弦信号源 功率输出 Y1 UR U U Y2 R 黑 GND 图1.1 表1.1 C=1mF R= U f I L= 2 2 2 f0= 2 2 f= 2 2 2 2 2 800 2 200 f0 0 Fui =0 0 UC UL UCL UR 2用示波器定性观察Fui(f)； 更换外接电阻，使R=50W，重复以上实验过程。 令C=0.5mF，其他参数同实验内容，重新实测谐振频率
4、f0以及谐振状态下的I0、UC、UL，注意U(f0)=2V不变。 五、 总结要求 在同一坐标上画出实验内容和的I(f)曲线，比较二者异同点。 总结R-L-C串联电路发生谐振时所具有的特点。 以实验为依据，从谐振频率f0、品质因数Q、通频带宽度Df等方面说明元件参数对电路频率特性的影响。 附录：李萨如图形法测谐振频率f0原理 由物理学可知，当一质点同时参与两个不同方向振动时，质点的位移是两个分位移的矢量和。在一般情况下，质点将在平面上作曲线运动。它的轨迹形状由两个振动的周期、振幅和相差所决定。若设两个揩振动分别在X轴和Y轴上进行，其位移方程为： x=A1cos(wt+j1) y=A2cos(wt
5、+j2) 上述两方程是用参量t表示质点运动轨道的参量方程。质点的位置随t改变。当j2j1=0，即两个振动的相位相同时，将第一式除以第二式，可消去参量t，得： yx=A2A1因此，质点的轨迹是通过坐标原点、斜率为A2/A1的一条直线。 Y A y S x A X 图1.2 2222在任何时刻t，质点离平衡位置的位移S=x+y=A1+A2cos(wt+j)。其21合振动也是揩振动。如果j2-j10，质点的轨迹是椭圆。 在示波器中，由示波管阴极发射出来的电子束，同时受到两对相互垂直的偏转板的电压控制，其电子运动轨迹遵循上述原理。如果将R-L-C电路中的电压u和uR分别加于x轴和y轴偏转板上时，若u、i同相，则示波器的显示为一条直线；若u、i不同相，则显示为一椭圆或圆。由此即可测得谐振频率f0。
