㈠ R·L·C串联谐振电路的研究实验报告 谢谢
实验8、RLC串联谐振电路的研究
（研究性实验）
一、学时分配
3学时。
二、实验目的
1. 学习用实验方法测定串联电路的幅频特性曲线。
2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握通过实验获得谐振频率的方法。
3. 掌握电路通频带、品质因数的意义及其测定方法。
三、实验原理
在图8-1所示的RLC串联电路中，当正弦交流信号的频率改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随而变。取电阻R上的电压为输出，以频率为横坐标，输出电压的有效值为纵坐标，
绘出光滑的曲线，即为输出电压的幅频特性，如图8-2所示。
图8-1 RLC串联电路
图8-2 幅频特性
1. 谐振
在时，，电路发生谐振。称为谐振频率，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，此时电路呈纯阻性，电路的阻抗模最小。在输入电压一定时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压同相位。这时，，，其中称为电路的品质因数。
2. 电路品质因数值的测量方法
1）根据公式测定，其中、分别为谐振时电感L和电容C上的电压有效值；
2）通过测量谐振曲线的通频带宽度，再根据求出值。其中为谐振频率，和分别是下降到时对应的频率，分别称为上、下限截止频率，如图8-2所示。
图8-2所示的幅频特性中，值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。
四、实验仪器和器材
1. 双踪示波器1台
2. 信号发生器1台
3. 交流毫伏表1台
4. 频率计1台
5. 电阻2只 100Ω×1；200Ω×1
6. 电容1只 0.033μF×1
7. 电感1只 9mH×1
8. 短接桥和连接导线若干 P8-1和50148
9. 实验用9孔插件方板1块 297mm×300mm
五、实验内容
按图8-3搭接实验电路，用交流毫伏表测电阻R两端电压，用示波器监视信号发生器的输出，使其幅值等于1V，并在频率改变时保持不变。
图8-3 谐振实验电路
1. 电路谐振频率的测定
将毫伏表接在电阻R两端，调节信号发生器的频率，由低逐渐变高（注意要维持信号发生器的输出幅度不变）。当毫伏表的读数最大时，读取信号发生器上显示的频率，即为电路的谐振频率，并用毫伏表测量此时的UL与UC的值（注意及时更换毫伏表的量程），将数据记入表8-1中。
2. 测试电路的幅频特性
在谐振点两侧，将信号发生器的输出频率逐渐递增和递减500Hz（或1KHz），依次各取8个频率点，用毫伏表逐点测出UO、UL与UC的值，将数据记入表8-1中。在坐标纸上画出幅频特性，并计算电路的值。
表8-1 幅频特性的测定
f/kHz
仿真数据
UO (V)
实测数据
仿真数据
UL (V）
实测数据
仿真数据
UC (V)
实测数据
3. 值改变时幅频特性的测定
图8-3电路中，把电阻R改为200Ω，电感、电容参数不变。重复步骤1、2的测试过程，将数据记入表8-2中。在坐标纸上画出幅频特性，计算电路的值，并与按表8-1画出的幅频特性比较。
表8-2 值改变时幅频特性的测定
f(KHz)
仿真数据
UO (V)
实测数据
仿真数据
UL (V)
实测数据
仿真数据
UC (V)
实测数据
4. 测试电路的相频特性
保持图8-3电路中的参数。以为中心，调整输入电压源的频率分别为5KHz和15KHz。从示波器上显示的电压、电流波形测出每个频率点上电压与电流的相位差，并将波形描绘在坐标纸上。
六、实验注意事项
1. 测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。在信号频率变换时，应调整信号的输出幅度（用示波器监视），使其维持在1V的输出。
2. 在测量UL和UC数值前，应将毫伏表的量程改大约10倍，而且，在测量UL与UC时，毫伏表的“＋”端应接L与C的公共端，其接地端分别触及L和C的近地端N2和N1。
七、思考题
1. 根据实验电路给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。
2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率？
3. 如何判别电路是否发生谐振 测试谐振点的方案有哪些
4. 电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大？如果信号发生器给出1V的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测UL和UC，应该选择用多大的量程
5. 要提高RLC串联电路的品质因数，电路参数应如何改变
八、实验报告要求
根据测量数据，绘出不同值的三条幅频特性曲线：～，～，
～。
2. 计算出通频带与值，说明不同R值时对电路通频带与品质因素的影响。
3. 对两种不同的测值的方法进行比较，分析误差原因。
4. 谐振时，比较输出电压与输入电压是否相等 试分析原因。
5. 通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。
㈡ rc和rl串联电路特性研究实验误差怎么写
实际上,串联谐振电路比并联谐振电路的理论分析更简单些.
1,2：
f.就是让容抗等于感抗的那个频率,谐振就是电抗为0.概念上,好像没有'电流发生谐振',某个电压发生谐振这样的提法的.因为谐振是指这个电路的状态,这时电路的各部分自然也就处于谐振状态了.（当然,谐振并不保证某个元件上的电压最大,因为在有些情况下,元件的电压可能会在频率为0时才最大,所以谐振并不以电压最大作为依据）.
3,可以的,但由于方便性,精度等等原因,一般不用这个方法.
4,提高Q值.
㈢ RLC串联谐振时，电感电容两端的电压不等，为什么，求解答，谢谢
首先，电源频率与谐振频率可能存在微小误差；再者，测量电压所用电表会分流，造成电压的些微损耗；最后，C与L之间的导线的电阻会放大前面的误差，使实验显示的电感电容的电压出现较为明显的不同。说的比较少，但是估计比那个最长的却答非所问的好点，以上是自己分析得出的，如果有错误欢迎大家指正，共同学习，共同进步！
㈣ R.L.C元件在正弦电路中的特性实验误差分析
黑盒子的元件可能有电池、电阻、电感、电容或半导体二极管等。一般我们可以按如下方法解题。
1．用万用表直流电压挡（或直流电压表）判断有无电池。若某两端钮间有电压则有电池在内。如当电压表接通时指针稍有摆动而又回到零位，则是电池与电容串联。
2．对二极管可以利用其正反电阻相差大的特点用万用表电阻挡来判断。如没有提供万用表，可采用图1电路，测量ab之间电压。若Uab≈0，则二极管接法如图；
若Uab≈Uo，则二极管和图中的方向相反。如外加电源为低频信号发生器（交流电源），如图2所示，则不论电阻R值多大，都有Uab≈UR0。注意，如果两只二极管为同向串联，与一只二极管特性相同。但如两只二极管反串，则相当于断路，此时无论是直流电源还是交流电源，均有Uab≈Uo。
3．当黑盒子两端钮间有电容C存在时，用万用表的电阻挡（也可用直流电源串联直流电压表或直流电流表）接到两端钮。如电表指针摆动一下后又回到原位。以此可判断端钮间有电容存在。但电容C值较小或电表灵敏度不够高时可能会看不到摆动现象。
4．对一般电阻R，可以用万用表电阻挡直接判断。
5．可以用图3电路来判别端钮ab间是电阻R、电容C或电感L。逐步增大信号源的频率f，并始终保持信号源输出电压U0不变，测量Uab。当f增大时，若Uab不变，则端钮ab间为R；若Uab也增大，则为L；若Uab减小，则为C。这是因为电阻R值与频率f无关；电感L的感抗随f上升而增大；而电容C的容抗随f上升而减小。
6．如已知电阻R0与频率f值，则可通过测量电压Uab与UR0，利用串联电路电压比等于阻抗比关系求出元件数值。
若元件为电阻R，有……………（1）
若元件为电容C，有……………（2）
若元件为电感L，有……………（3）
7．如果f增大时（保持U0不变），Uab逐渐减小到一个最小值后又逐渐增大，则端钮ab间为L和C串联，Uab最小时的频率为谐振频率f0
谐振时……………（4）
由以上过程可以得知，在遇到黑盒子类型题目时，一般先判别元件类型，再确定元件数值。解题时要注意各种元件的不同特性，如频率特性、极性、线性或非线性等。当然“黑盒子”题目类型很多，提供的仪器设备各不相同，解题时可能还要联立方程，但只要我们沉着冷静，认真分析，充分利用已学过的知识，解答这类题目还是可以做到的。
下面为一例题（第14届全国中学生物理竞赛广东赛区实验试题B题），题目如下：
〖题目〗现有黑匣子一个，内有电阻R、电感L各一只，二极管D、等值电容C各两只，组成了四个独立电路，其端点分别为a－a’，b－b’，c－c’，d－d’。每个电路包含有一个元件或两个串联元件。
〖要求〗1．填表。
端钮
a－a‘
b--b’
c--c‘
d--d’
端钮间电路图
实验电路图
实验原理简述2．测出R．L．C的值。
〖仪器设备〗黑匣子一个，交流电压表一块，正弦交流信号发生器一台（0～2KHZ），电阻箱一个（0～9999W），导线数根。
解题过程为：
1.如图4接线。
2.逐渐调高信号发生器频率f,并保持信号发生器输出电压U0不变，测量Uab。将两端钮分别接到b-b’,c-c’,d-d’端，依上法同样测出Uab。
3.若Uab始终等于U0（或URO始终为0），则端钮间为两只二极管反串;
若Uab始终不变且Uab<U0，则为R，测出Uab，UR0；
若Uab始终减小，则为C，测出Uab，UR；
若Uab由大到小又增大，则出L、C串联，记录最小值时的频率f0
4.由本文（1）式计算R值，（2）式计算C值，（4）式计算L值（依题意两只电容等值）。本题的黑盒子实际接线如图5。
答案：1.填表（略）
2．R=1千欧；C=1微法；L=10毫亨。
㈤ 串联谐振它的频率误差来源有哪些
然后可能出现误差的是在串联谐振试验电路中进行连接电路时，由于存在操作不当而导致导线电阻、焊接电阻、寄生电容、寄生电感这些误差现象产生，不过这些的误差可以说是小之又小了，通常情况下就占可能性的误差约为千分之几。
当然在进行实验的时候，都是人在做实验，而只要是人体，他们都会存在失误的现象，只是说误差的大小问题了，所以产生误差的原因也可能是因为实验过程中操作人员她并没有遵守实验进行的顺序进行实验操作，或者是有时候进行实验需要进行人工读数，可能是是在读数的时候产生了误差。但是只要不是那种太大的存心操作失败的话，它所引起的误差通常都不会很大，这些误差都是可以在实验结果承认的范围内的。
这些情况来看，虽然串联谐振每一步都会存在很小的误差，但是综合起来总误差还是很大的，所以进行每一步实验操作的时候一定要尽量避免实验误差，除了一些不可避免的误差，我们做实验一定要严格按照实验要求来进行。
回复者：华天电力
㈥ 为什么RLC并联谐振频率实际值与理论值偏差很大的
并联谐振回路
基本原理及特性：
由于电容损耗很小，可以认为损耗电阻 [公式] 集中在电感支路中。采用导纳分析可得回路导纳式： [公式]
并联回路两端的回路电压： [公式]
谐振角频率和谐振频率： [公式]
Q值： [公式]
由于 [公式] 值一般很大，就会呈现阻值太大的现象，当电路阻抗达到谐振时，电路才会形成阻性并达到电阻最大值。
谐振时，电容支路和电感支路的电流分别为：
[公式]
[公式]
谐振曲线表达式与相位特性曲线表达式：
[公式]
[公式]
两式后半部分仅适用于外加信号源频率与回路谐振频率接近时。而绝对通频带和相对通频带为： [公式]
考虑信号源内阻和负载电阻的影响，Q值可以改写为:
[公式]
对于低 [公式] 值（ [公式] ）的并联谐振回路，调谐需要考虑以下：
1. 如果电阻集中在电感支路，那么改变电容来获得谐振。
2. 如果店主集中在电容支路，则改变电感来获得谐振。
串、并联阻抗等效互换
串→并：
[公式]
[公式]
并→串：
[公式]
[公式]
串联电路Q值：
[公式]
并联电路Q值：
[公式]
综合上面，可知
[公式]
当 [公式] 值较高（ [公式] ），则有
[公式]
[公式]
㈦ 关于RLC串联电路，谐振电路的谐振频率误差问题
R L C的误差了，711 710这个误差范围很小了
㈧ 串联谐振电路及电感参数测量电路实验中为什么测出的Q值比理论值小许多,说明产生误差的原因
主要是测量时的分布电容附加并联到了欲测量元件两端，造成电感谐振电容量加大、谐振阻抗低，直接结果就是Q值低。
还有单只元件的Q值是理论值，但许多元件组成电路后的分布电容也会导致谐振电路Q值降低很多。
谐振频率越高，分布电容引起的Q值下降越严重。
㈨ 为什么RLC并联谐振频率实际值与理论值偏差很大的
RLC串联谐振电路的谐振频率取决于电感和电容值，与电感的直流电阻大小没有关系。
偏差大有两个原因：
1、电感和电容的精度通常较低，实际值与标称值差距较大。
2、如果电感是带磁芯的，那么，由于磁芯在不同频率下磁导率是不同的，其电感量也是不同的，这种差距可能导致数倍甚至更大的变化。
㈩ 求RLC串联谐振电路 实验报告的答案
根据测量数据，绘出不同Q值时三条幅频特性曲线UO=f（f），UL=f（f），UC=f（f）。