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变频串联谐振装置电路操作试验

编辑部 | 2018/8/24 14:04:44

  变频串联谐振电路实验

  一、实验目的

  1、通过实验掌握串联谐振的条件和特点,测绘RLC串联谐振曲线。

  2、研究电路参数对谐振特性的影响。

  二、实验原理

  在RLC串联电路中,若取电阻R两端的电压U2为输出电压,则该电路输出电压与输入电压之比为:U2/U1=R/[R+j(ωL-1/ωC)]=R/√R2+(ωL-1/ωC)2∠tg-1(ωL-1/ωC)/R(7-1)由上式可知,输出与输入电压之比是角频率ω的函数。当ω很高和ω很低时,比值都将趋于零,而在某一频率ω=ω0时,可使ω0L-1/ω0C=0,输出电压与输入电压之比等于1,电阻R上的电压等于输入电源电压达到最大值,电路阻抗最小,电抗为零,电流达到最大且与输入电压同相位。电路的这种工作状态叫做RLC串联谐振。谐振的条件:

  ω0L-1/ω0C=0或ω0=1/√LC(7-2)改变角频率ω时,振幅比随之变化,振幅比下降到峰值的1/√2=0.707对应的两个频率ω1,ω2(或f1和f2)之差称为该网络的通频带宽。

  BW=ω2-ω1理论上可以推出通频带宽BW=ω2-ω1=R/L(7-3)由(7-3)式可知网络的通频带取决于电路的参数。RLC串联电路幅频特性曲线的陡度,可以用品质因素Q来衡量,Q的定义为:Q=ω0/BW=ω0L/R=1/ω0C变频串联谐振装置可见品质因数Q也取决于电路参数。当L和C一定时。电阻R越小,Q值越大,通频带越窄,谐振曲线越陡峭。反之,电阻R越大,品质因数Q越小,通频带宽亦越宽,曲线越平缓。

  设R1>R2,当电路发生串联谐振时,XL=XC、Z=R2则BW1=ω2-ω1>BW2=ω‘2-ω‘1I=U1/Z=U1/RUR=IRUL=jIXL=jIω0L=jU/Rω0L=jQU1Uc=-jIXc=I/jω0C=-jQU1当XL=XC>R时,UL=UC>>U电路的这一特点,在电子技术通讯电路中得到广泛的应用,而在电力系统中则应避免由此而引起的过压现象。

  2、实验内容及步骤

  a)将动态电路板TS-B-27、正弦信号发生器、电阻R、电感L、电容C按

  b)联成电路。r为电感线圈电阻,L=33mH,C=0.10μF,R=620Ω。

  c)调节正弦信号源输出电压,使U1=3V,调节正弦信号输出频率,使之为表7-1中的数值,测量U2,UC,UL,填入表7-1中。

  3、将R改为1300Ω,L、C保持不变,重复步骤2,

  3、实验设备

  正弦低频信号发生器一台

  动态电路板(TS-B-27)一块

  毫安表一块

  频率计一台

  4、实验报告

  目的、原理、内容步骤。在坐标纸上绘制谐振曲线。计算BW和Q,并与测量值进行比较。

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