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諧振電路實驗誤差分析

發布時間:2022-05-05 21:16:24

㈠ R·L·C串聯諧振電路的研究實驗報告 謝謝

實驗8、RLC串聯諧振電路的研究
(研究性實驗)

一、學時分配
3學時。

二、實驗目的
1. 學慣用實驗方法測定串聯電路的幅頻特性曲線。
2. 加深理解電路發生諧振的條件、特點,掌握通過實驗獲得諧振頻率的方法。
3. 掌握電路通頻帶、品質因數的意義及其測定方法。

三、實驗原理
在圖8-1所示的RLC串聯電路中,當正弦交流信號的頻率改變時,電路中的感抗、容抗隨之而變,電路中的電流也隨而變。取電阻R上的電壓為輸出,以頻率為橫坐標,輸出電壓的有效值為縱坐標,

繪出光滑的曲線,即為輸出電壓的幅頻特性,如圖8-2所示。

圖8-1 RLC串聯電路

圖8-2 幅頻特性

1. 諧振
在時,,電路發生諧振。稱為諧振頻率,即幅頻特性曲線尖峰所在的頻率點,此時電路呈純阻性,電路的阻抗模最小。在輸入電壓一定時,電路中的電流達到最大值,且與輸入電壓同相位。這時,,,其中稱為電路的品質因數。
2. 電路品質因數值的測量方法
1)根據公式測定,其中、分別為諧振時電感L和電容C上的電壓有效值;
2)通過測量諧振曲線的通頻帶寬度,再根據求出值。其中為諧振頻率,和分別是下降到時對應的頻率,分別稱為上、下限截止頻率,如圖8-2所示。
圖8-2所示的幅頻特性中,值越大,曲線越尖銳,通頻帶越窄,電路的選擇性越好。電路的品質因數、選擇性與通頻帶只決定於電路本身的參數,而與信號源無關。

四、實驗儀器和器材
1. 雙蹤示波器1台
2. 信號發生器1台
3. 交流毫伏表1台
4. 頻率計1台
5. 電阻2隻 100Ω×1;200Ω×1
6. 電容1隻 0.033μF×1
7. 電感1隻 9mH×1
8. 短接橋和連接導線若干 P8-1和50148
9. 實驗用9孔插件方板1塊 297mm×300mm

五、實驗內容
按圖8-3搭接實驗電路,用交流毫伏表測電阻R兩端電壓,用示波器監視信號發生器的輸出,使其幅值等於1V,並在頻率改變時保持不變。

圖8-3 諧振實驗電路

1. 電路諧振頻率的測定
將毫伏表接在電阻R兩端,調節信號發生器的頻率,由低逐漸變高(注意要維持信號發生器的輸出幅度不變)。當毫伏表的讀數最大時,讀取信號發生器上顯示的頻率,即為電路的諧振頻率,並用毫伏表測量此時的UL與UC的值(注意及時更換毫伏表的量程),將數據記入表8-1中。
2. 測試電路的幅頻特性
在諧振點兩側,將信號發生器的輸出頻率逐漸遞增和遞減500Hz(或1KHz),依次各取8個頻率點,用毫伏表逐點測出UO、UL與UC的值,將數據記入表8-1中。在坐標紙上畫出幅頻特性,並計算電路的值。
表8-1 幅頻特性的測定

f/kHz

模擬數據
UO (V)

實測數據

模擬數據
UL (V)

實測數據

模擬數據
UC (V)

實測數據

3. 值改變時幅頻特性的測定
圖8-3電路中,把電阻R改為200Ω,電感、電容參數不變。重復步驟1、2的測試過程,將數據記入表8-2中。在坐標紙上畫出幅頻特性,計算電路的值,並與按表8-1畫出的幅頻特性比較。
表8-2 值改變時幅頻特性的測定

f(KHz)

模擬數據
UO (V)

實測數據

模擬數據
UL (V)

實測數據

模擬數據
UC (V)

實測數據

4. 測試電路的相頻特性
保持圖8-3電路中的參數。以為中心,調整輸入電壓源的頻率分別為5KHz和15KHz。從示波器上顯示的電壓、電流波形測出每個頻率點上電壓與電流的相位差,並將波形描繪在坐標紙上。
六、實驗注意事項
1. 測試頻率點的選擇應在靠近諧振頻率附近多取幾點。在信號頻率變換時,應調整信號的輸出幅度(用示波器監視),使其維持在1V的輸出。
2. 在測量UL和UC數值前,應將毫伏表的量程改大約10倍,而且,在測量UL與UC時,毫伏表的「+」端應接L與C的公共端,其接地端分別觸及L和C的近地端N2和N1。

七、思考題
1. 根據實驗電路給出的元件參數值,估算電路的諧振頻率。
2. 改變電路的哪些參數可以使電路發生諧振,電路中R的數值是否影響諧振頻率?
3. 如何判別電路是否發生諧振 測試諧振點的方案有哪些
4. 電路發生串聯諧振時,為什麼輸入電壓不能太大?如果信號發生器給出1V的電壓,電路諧振時,用交流毫伏表測UL和UC,應該選擇用多大的量程
5. 要提高RLC串聯電路的品質因數,電路參數應如何改變

八、實驗報告要求
根據測量數據,繪出不同值的三條幅頻特性曲線:~,~,
~。
2. 計算出通頻帶與值,說明不同R值時對電路通頻帶與品質因素的影響。
3. 對兩種不同的測值的方法進行比較,分析誤差原因。
4. 諧振時,比較輸出電壓與輸入電壓是否相等 試分析原因。

5. 通過本次實驗,總結、歸納串聯諧振電路的特性。

㈡ rc和rl串聯電路特性研究實驗誤差怎麼寫

實際上,串聯諧振電路比並聯諧振電路的理論分析更簡單些.
1,2:
f.就是讓容抗等於感抗的那個頻率,諧振就是電抗為0.概念上,好像沒有'電流發生諧振',某個電壓發生諧振這樣的提法的.因為諧振是指這個電路的狀態,這時電路的各部分自然也就處於諧振狀態了.(當然,諧振並不保證某個元件上的電壓最大,因為在有些情況下,元件的電壓可能會在頻率為0時才最大,所以諧振並不以電壓最大作為依據).
3,可以的,但由於方便性,精度等等原因,一般不用這個方法.
4,提高Q值.

㈢ RLC串聯諧振時,電感電容兩端的電壓不等,為什麼,求解答,謝謝

首先,電源頻率與諧振頻率可能存在微小誤差;再者,測量電壓所用電表會分流,造成電壓的些微損耗;最後,C與L之間的導線的電阻會放大前面的誤差,使實驗顯示的電感電容的電壓出現較為明顯的不同。說的比較少,但是估計比那個最長的卻答非所問的好點,以上是自己分析得出的,如果有錯誤歡迎大家指正,共同學習,共同進步!

㈣ R.L.C元件在正弦電路中的特性實驗誤差分析

黑盒子的元件可能有電池、電阻、電感、電容或半導體二極體等。一般我們可以按如下方法解題。
1.用萬用表直流電壓擋(或直流電壓表)判斷有無電池。若某兩端鈕間有電壓則有電池在內。如當電壓表接通時指針稍有擺動而又回到零位,則是電池與電容串聯。
2.對二極體可以利用其正反電阻相差大的特點用萬用表電阻擋來判斷。如沒有提供萬用表,可採用圖1電路,測量ab之間電壓。若Uab≈0,則二極體接法如圖;
若Uab≈Uo,則二極體和圖中的方向相反。如外加電源為低頻信號發生器(交流電源),如圖2所示,則不論電阻R值多大,都有Uab≈UR0。注意,如果兩只二極體為同向串聯,與一隻二極體特性相同。但如兩只二極體反串,則相當於斷路,此時無論是直流電源還是交流電源,均有Uab≈Uo。
3.當黑盒子兩端鈕間有電容C存在時,用萬用表的電阻擋(也可用直流電源串聯直流電壓表或直流電流表)接到兩端鈕。如電表指針擺動一下後又回到原位。以此可判斷端鈕間有電容存在。但電容C值較小或電表靈敏度不夠高時可能會看不到擺動現象。
4.對一般電阻R,可以用萬用表電阻擋直接判斷。
5.可以用圖3電路來判別端鈕ab間是電阻R、電容C或電感L。逐步增大信號源的頻率f,並始終保持信號源輸出電壓U0不變,測量Uab。當f增大時,若Uab不變,則端鈕ab間為R;若Uab也增大,則為L;若Uab減小,則為C。這是因為電阻R值與頻率f無關;電感L的感抗隨f上升而增大;而電容C的容抗隨f上升而減小。
6.如已知電阻R0與頻率f值,則可通過測量電壓Uab與UR0,利用串聯電路電壓比等於阻抗比關系求出元件數值。
若元件為電阻R,有……………(1)
若元件為電容C,有……………(2)
若元件為電感L,有……………(3)
7.如果f增大時(保持U0不變),Uab逐漸減小到一個最小值後又逐漸增大,則端鈕ab間為L和C串聯,Uab最小時的頻率為諧振頻率f0
諧振時……………(4)
由以上過程可以得知,在遇到黑盒子類型題目時,一般先判別元件類型,再確定元件數值。解題時要注意各種元件的不同特性,如頻率特性、極性、線性或非線性等。當然「黑盒子」題目類型很多,提供的儀器設備各不相同,解題時可能還要聯立方程,但只要我們沉著冷靜,認真分析,充分利用已學過的知識,解答這類題目還是可以做到的。
下面為一例題(第14屆全國中學生物理競賽廣東賽區實驗試題B題),題目如下:
〖題目〗現有黑匣子一個,內有電阻R、電感L各一隻,二極體D、等值電容C各兩只,組成了四個獨立電路,其端點分別為a-a』,b-b』,c-c』,d-d』。每個電路包含有一個元件或兩個串聯元件。
〖要求〗1.填表。
端鈕
a-a『
b--b』
c--c『
d--d』
端鈕間電路圖
實驗電路圖
實驗原理簡述2.測出R.L.C的值。
〖儀器設備〗黑匣子一個,交流電壓表一塊,正弦交流信號發生器一台(0~2KHZ),電阻箱一個(0~9999W),導線數根。
解題過程為:
1.如圖4接線。
2.逐漸調高信號發生器頻率f,並保持信號發生器輸出電壓U0不變,測量Uab。將兩端鈕分別接到b-b』,c-c』,d-d』端,依上法同樣測出Uab。
3.若Uab始終等於U0(或URO始終為0),則端鈕間為兩只二極體反串;
若Uab始終不變且Uab<U0,則為R,測出Uab,UR0;
若Uab始終減小,則為C,測出Uab,UR;
若Uab由大到小又增大,則出L、C串聯,記錄最小值時的頻率f0
4.由本文(1)式計算R值,(2)式計算C值,(4)式計算L值(依題意兩只電容等值)。本題的黑盒子實際接線如圖5。
答案:1.填表(略)
2.R=1千歐;C=1微法;L=10毫亨。

㈤ 串聯諧振它的頻率誤差來源有哪些

然後可能出現誤差的是在串聯諧振試驗電路中進行連接電路時,由於存在操作不當而導致導線電阻、焊接電阻、寄生電容、寄生電感這些誤差現象產生,不過這些的誤差可以說是小之又小了,通常情況下就占可能性的誤差約為千分之幾。
當然在進行實驗的時候,都是人在做實驗,而只要是人體,他們都會存在失誤的現象,只是說誤差的大小問題了,所以產生誤差的原因也可能是因為實驗過程中操作人員她並沒有遵守實驗進行的順序進行實驗操作,或者是有時候進行實驗需要進行人工讀數,可能是是在讀數的時候產生了誤差。但是只要不是那種太大的存心操作失敗的話,它所引起的誤差通常都不會很大,這些誤差都是可以在實驗結果承認的范圍內的。
這些情況來看,雖然串聯諧振每一步都會存在很小的誤差,但是綜合起來總誤差還是很大的,所以進行每一步實驗操作的時候一定要盡量避免實驗誤差,除了一些不可避免的誤差,我們做實驗一定要嚴格按照實驗要求來進行。
回復者:華天電力

㈥ 為什麼RLC並聯諧振頻率實際值與理論值偏差很大的

並聯諧振迴路

基本原理及特性:

由於電容損耗很小,可以認為損耗電阻 [公式] 集中在電感支路中。採用導納分析可得迴路導納式: [公式]

並聯迴路兩端的迴路電壓: [公式]

諧振角頻率和諧振頻率: [公式]

Q值: [公式]

由於 [公式] 值一般很大,就會呈現阻值太大的現象,當電路阻抗達到諧振時,電路才會形成阻性並達到電阻最大值。

諧振時,電容支路和電感支路的電流分別為:

[公式]

[公式]

諧振曲線表達式與相位特性曲線表達式:

[公式]

[公式]

兩式後半部分僅適用於外加信號源頻率與迴路諧振頻率接近時。而絕對通頻帶和相對通頻帶為: [公式]

考慮信號源內阻和負載電阻的影響,Q值可以改寫為:

[公式]

對於低 [公式] 值( [公式] )的並聯諧振迴路,調諧需要考慮以下:

1. 如果電阻集中在電感支路,那麼改變電容來獲得諧振。

2. 如果店主集中在電容支路,則改變電感來獲得諧振。

串、並聯阻抗等效互換

串→並:

[公式]

[公式]

並→串:

[公式]

[公式]

串聯電路Q值:

[公式]

並聯電路Q值:

[公式]

綜合上面,可知

[公式]

當 [公式] 值較高( [公式] ),則有

[公式]

[公式]

㈦ 關於RLC串聯電路,諧振電路的諧振頻率誤差問題

R L C的誤差了,711 710這個誤差范圍很小了

㈧ 串聯諧振電路及電感參數測量電路實驗中為什麼測出的Q值比理論值小許多,說明產生誤差的原因

主要是測量時的分布電容附加並聯到了欲測量元件兩端,造成電感諧振電容量加大、諧振阻抗低,直接結果就是Q值低。
還有單只元件的Q值是理論值,但許多元件組成電路後的分布電容也會導致諧振電路Q值降低很多。
諧振頻率越高,分布電容引起的Q值下降越嚴重。

㈨ 為什麼RLC並聯諧振頻率實際值與理論值偏差很大的

RLC串聯諧振電路的諧振頻率取決於電感和電容值,與電感的直流電阻大小沒有關系。
偏差大有兩個原因:
1、電感和電容的精度通常較低,實際值與標稱值差距較大。
2、如果電感是帶磁芯的,那麼,由於磁芯在不同頻率下磁導率是不同的,其電感量也是不同的,這種差距可能導致數倍甚至更大的變化。

㈩ 求RLC串聯諧振電路 實驗報告的答案

根據測量數據,繪出不同Q值時三條幅頻特性曲線UO=f(f),UL=f(f),UC=f(f)。

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