二級(jí)大物試驗(yàn)報(bào)告-交流諧振電路

1、實(shí)驗(yàn)題目：交流諧振電路 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯縍LC串、并聯(lián)電路的交流諧振現(xiàn)象，學(xué)習(xí) 測(cè)量諧振曲線的方法，學(xué)習(xí)并 掌握電路品質(zhì)因數(shù)Q的測(cè)量方法及其物理意義。實(shí)驗(yàn)原理：1、RLC串聯(lián)諧振電路電路中總阻抗2 1 2仆C)于是總電流R2振現(xiàn)象。電流與信號(hào)之間的相位差1當(dāng)容扌冗Zc一與感抗ZlCL丄當(dāng))arcta n(L相等時(shí)，Z=R為最小值,=0,這就稱為諧諧振角頻率 丄C,諧振頻率 品質(zhì)因數(shù)Q用來(lái)反映諧振電路的固有性質(zhì):Q ZcRZl VcVlVrVr電流l=V/乙、RLC并聯(lián)諧振電路電路中總阻抗Z相位差arctanR2 ( LF:(1 2LC )2 (2 CR)2, 脅 R ( L) L當(dāng)。U時(shí),max

2、22QR,W/QR。當(dāng)1當(dāng),0(R)2時(shí)，電路達(dá)到交流諧振品質(zhì)因數(shù)QlcIlL1IIRRC實(shí)驗(yàn)儀器：信號(hào)發(fā)生器、電去.電感、電阻箱、示波器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、按照實(shí)驗(yàn)圖（右圖）連接好電路圖，將電容、電感分別調(diào)為0.005卩F、0.2H,將信號(hào)發(fā)生器的峰峰值設(shè)為4V;2 、在R=400Q下，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的頻率，使其從3kHz變化至7kHz,記錄25個(gè)Vr的峰峰值（諧振值附近記錄密度大些）；3 、在R=600Q下，重復(fù)（2）的過(guò)程；4 、分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)阻值下，當(dāng)電路達(dá)到諧振時(shí)的Vl、5 、數(shù)據(jù)比較與作圖處理。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):R=400Q 時(shí)：V=37.2V, Vc=37.0Vf (kHz)3.0183.200

3、3.3993.6003.7993.9964.1504.3034.456Vr (1/0.240.280.320.360.460.580.700.841.12f (kHz)4.6094.7464.8985.005.105.255.405.555.70Vr (V)1.522.002.452.251.901.461.120.920.78f (kHz)5.856.006.216.406.606.807.00Vr (V)0.660.580.500.440.400.360.34表一：R=400Q時(shí)的交流諧振數(shù)據(jù)R=600Q 時(shí)：V=29.0V , Vc=28.5Vf (kHz)3.0043.1963.408

4、3.6063.8034.0024.1524.3044.453* (r0.360.400.480.560.680.841.001.221.50f (kHz)4.6034.7074.8134.9025.005.105.205.305.40v (r1.952.252.602.702.652.352.001.751.56f (kHz)5.555.705.856.016.206.416.606.817.00* (/1.281.080.920.820.720.630.580.520.48表二：R=600Q時(shí)的交流諧振數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理：分別計(jì)算出R=400Q、R=600Q時(shí)的對(duì)應(yīng)電流:f (kHz)3.0183

5、.2003.3993.6003.7993.9964.1504.3034.456I (A)2.1 E-42.5E-42.8E-43.2E-44.1 E-45.1 E-46.2E-47.4E-49.9E-4f (kHz)4.6094.7464.8985.005.105.255.405.555.70I (A)0.001340.001770.002170.001990.001680.001299.9E-48.1 E-46.9E-4f (kHz)5.856.006.216.406.606.807.00I (A)5.8E-45.1 E-44.4E-43.9E-43.5E-43.2E-43E-4表三：R=4

6、00Q時(shí)頻率與電流關(guān)系f (kHz)3.0043.1963.4083.6063.8034.0024.1524.3044.453I (A)2.1 E-42.4E-42.8E-43.3E-44E-44.9E-45.9E-47.2E-48.8E-4f (kHz)4.6034.7074.8134.9025.005.105.205.305.40I (A)0.001150.001330.001530.001590.001560.001390.001180.001039.2E-4f (kHz)5.555.705.856.016.206.416.606.817.00I (A)7.5E-46.4E-45.4E-

7、44.8E-44.2E-43.7E-43.4E-43.1 E-42.8E-4表四：R=600Q時(shí)頻率與電流關(guān)系根據(jù)以上關(guān)系在同一坐標(biāo)系中繪制電流頻率圖象:圖二：電流頻率圖R=400Q 時(shí)I2 17從表中得到lma>=2.17mA,于是|； mA 1.53mA,在相應(yīng)的lf曲線中作直線1=1.53mA,讀出兩個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4.673kHz、5.154kHz。于是通頻帶寬度:|4.673 5.154| kHz 481 Hz讀出諧振頻率為 =4.903kHz,理論值V01 6Hz 5.033kHz比較得到相對(duì)誤差2、LC 2 3.140.005 1064.903 5.0332.5%5.033

8、(1)481VlVr37.22.4510.1915.18,QQ的計(jì) 算：oLVcVr3701 5.102.453.144903 0.2 12.84R Rl400 80R=600Q 時(shí)從表中得到I max=1 是I59mA,于max1 59mA 1.12mA,在相應(yīng)的if曲線中作直線、21=1.12mA讀出兩個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4.581kHz、5.235kHZo于是通頻帶寬度:| 4.581 5.2351 kHz 654 Hz讀出諧振頻率為=4.924kHz,理論值V1_"LC 2 3.14 A0.2 0.0056 Hz 5033kH乙 比較得到相對(duì)誤差6104.924 5.0335.0

9、332.2%Q的計(jì) 算：(1)49247.53654E霧曲-2852.7010.563.14 4924 0.2910R Rl600 80 .思考題:1根據(jù)RLC串、并聯(lián)電路的諧振特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)中如何判斷電路達(dá)到了諧振？答：串聯(lián)時(shí)，當(dāng)回路中電流最大時(shí)就達(dá)到諧振；并聯(lián)時(shí)，則是主回路中電流最小時(shí)候達(dá)到諧振。本實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)歐姆定律，可以通過(guò)測(cè)量電阻上的電壓來(lái)判定電流大小，從而判斷 諧振。2、串聯(lián)電路諧振時(shí)，電容與電感上的瞬時(shí)電壓相位關(guān)系如何？若將電容和電感兩端接到示波器X、Y軸上，將會(huì)看到什么現(xiàn)象？為什么？答：電容與電感的電壓相差n的相位。若此時(shí)將其兩端接到示波器上，那么示波器顯示的是李沙育圖，這正是因?yàn)閮烧唠妷合嗖頽的相位，