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變頻串聯諧振裝置電路操作試驗

編輯部 | 2018/8/24 14:04:44

  變頻串聯諧振電路實驗

  一、實驗目的

  1、通過實驗掌握串聯諧振的條件和特點,測繪RLC串聯諧振曲線。

  2、研究電路參數對諧振特性的影響。

  二、實驗原理

  在RLC串聯電路中,若取電阻R兩端的電壓U2為輸出電壓,則該電路輸出電壓與輸入電壓之比為: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,輸出與輸入電壓之比是角頻率ω的函數。當ω很高和ω很低時,比值都將趨于零,而在某一頻率ω=ω0時,可使ω0L-1/ω0C=0,輸出電壓與輸入電壓之比等于1,電阻R上的電壓等于輸入電源電壓達到最大值,電路阻抗最小,電抗為零,電流達到最大且與輸入電壓同相位。電路的這種工作狀態叫做RLC串聯諧振。諧振的條件:

  ω0L-1/ω0C=0或ω0=1/√LC(7-2)改變角頻率ω時,振幅比隨之變化,振幅比下降到峰值的1/√2=0.707對應的兩個頻率ω1,ω2(或f1和f2)之差稱為該網絡的通頻帶寬。

  BW=ω2-ω1理論上可以推出通頻帶寬BW=ω2-ω1=R/L(7-3)由(7-3)式可知網絡的通頻帶取決于電路的參數。RLC串聯電路幅頻特性曲線的陡度,可以用品質因素Q來衡量,Q的定義為:Q=ω0/BW=ω0L/R=1/ω0C變頻串聯諧振裝置可見品質因數Q也取決于電路參數。當L和C一定時。電阻R越小,Q值越大,通頻帶越窄,諧振曲線越陡峭。反之,電阻R越大,品質因數Q越小,通頻帶寬亦越寬,曲線越平緩。

  設R1>R2,當電路發生串聯諧振時,XL=XC、Z=R2則BW1=ω2-ω1>BW2=ω‘2-ω‘1I=U1/Z=U1/RUR=IRUL=jIXL=jIω0L=jU/Rω0L=jQU1Uc=-jIXc=I/jω0C=-jQU1當XL=XC>R時,UL=UC>>U電路的這一特點,在電子技術通訊電路中得到廣泛的應用,而在電力系統中則應避免由此而引起的過壓現象。

  2、實驗內容及步驟

  a)將動態電路板TS-B-27、正弦信號發生器、電阻R、電感L、電容C按

  b)聯成電路。r為電感線圈電阻,L=33mH,C=0.10μF,R=620Ω。

  c)調節正弦信號源輸出電壓,使U1=3V,調節正弦信號輸出頻率,使之為表7-1中的數值,測量U2,UC,UL,填入表7-1中。

  3、將R改為1300Ω,L、C保持不變,重復步驟2,

  3、實驗設備

  正弦低頻信號發生器一臺

  動態電路板(TS-B-27)一塊

  毫安表一塊

  頻率計一臺

  4、實驗報告

  目的、原理、內容步驟。在坐標紙上繪制諧振曲線。計算BW和Q,并與測量值進行比較。

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