RLC电路特性的研究

【实验目的要求】

1、     观察RLC 串联电路的幅频特性和相频特性；

2、     观察RLC 串联电路的的阻尼振荡规律。

【实验装置和仪器用具】

    FB318型RLC电路实验仪，双踪示波器。

【实验原理】

    RLC串联电路如图1所示。

图1  RLC串联电路

所加交流电压（有效值）的角频率为。则电路的复阻抗为：

 Z=R+j(ωL+1/ωC)                         （1）

复阻抗的模:

                                   (2)

复阻抗的幅角:

                                       (3)

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利用LabVIEW研究RLC稳态实验报告

                                                            刘荣沛  0810130956

一、摘要

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。在工程上有着极为广泛的作用。

    本实验就是利用LabVIEW模拟示波器来研究RLC稳态特性，学会使用LabVIEW的一些基本功能。

二、引言

    实验的主要目的是利用LabVIEW来研究RLC稳态特性，模拟示波器画出幅频特性曲线和相频特性曲线，以及改变不同电路后的特性曲线。

三、实验原理

RLC串联电路方程为

由此得

由上式得出RLC串联电路幅频、相频特性的结论如下：

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RLC串联电路特性的研究实验报告

   电阻、电容及电感是电路中的基本元件，由RC、RL、RLC构成的串联电路具有不同的特性，包括暂态特性、稳态特性、谐振特性．它们在实际应用中都起着重要的作用。

一、实验目的

1.通过研究RLC串联电路的暂态过程，加深对电容充、放电规律，电感的电磁感应特性及振荡回路特点的认识。

2.掌握RLC串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。

3．观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律。

二、实验仪器

FB318型RLC电路实验仪，双踪示波器

三、实验原理

1.RLC串联电路的稳态特性

如图1所示的是RLC串联电路，电路的总阻抗|Z|、电压U、U_R和i之间有如下关系：

  |Z|=，Φ=arctan[],i=

式中：ω为角频率，可见以上参数均与ω有关，它们与频率的关系称为频响特性，详见图2

阻抗特性   幅频特性   相频特性

               图2 RLC串联电路的阻抗特性、幅频特性和相频特性

   由图可知，在频率f₀处阻抗z值最小，且整个电路呈纯电阻性，而电流i达到最大值，我们称f₀为RLC串联电路的谐振频率（ω₀为谐振角频率）；在f₁-f₀—f₂的频率范围内i值较大，我们称为通频带。

   下面我们推导出f₀(ω₀)和另一个重要的参数品质因数Q。

当时，从公式基本知识可知：

         |Z|=R,Φ=0,i_m=，ω=ω₀=，f=f₀=

   这时的电感上的电压：        U_L=i_m·|Z_L|=_·U

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RLC串联谐振电路的实验研究

            

    

一、摘 要：

从RLC 串联谐振电路的方程分析出发， 推导了电路在谐振状态下的谐振频率、品质因数和输入阻抗， 并且基于Multisim仿真软件创建RLC 串联谐振电路， 利用其虚拟仪表和仿真分析， 分别用测量及仿真分析的方法验证它的理论根据。其结果表明了仿真与理论分析的一致性， 为仿真分析在电子电路设计中的运用提供了一种可行的研究方法。

二、关键词：RLC；串联；谐振电路；

三、引言

谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。通常，谐振电路由电容、电感和电阻组成，按照其原件的连接形式可分为串联谐振电路、并联谐振电路和耦合谐振电路等。

由于谐振电路具有良好的选择性，在通信与电子技术中得到了广泛的应用。比如，串联谐振时电感电压或电容电压大于激励电压的现象，在无线电通信技术领域获得了有效的应用，例如当无线电广播或电视接收机调谐在某个频率或频带上时，就可使该频率或频带内的信号特别增强，而把其他频率或频带内的信号滤去，这种性能即称为谐振电路的选择性。所以研究串联谐振有重要的意义。

在含有电感L 、电容C 和电阻R 的串联谐振电路中，需要研究在不同频率正弦激励下响应随频率变化的情况， 即频率特性。Multisim 仿真软件可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等方面的应用， 其数量众多的元件数据库、标准化仿真仪器、直观界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果都为众多的电子工程设计人员提供了一种可靠的分析方法， 同时也缩短了产品的研发时间。

四、正文

（1）实验目的：

1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。

2.掌握谐振频率的测量方法。

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实 验 报 告

实验成绩：

批阅日期： 姓 名：汤博 同组姓名： 无 班 级：F0703028 学 号：5070309028 实验日期：2008-9-9 指导老师：助教19

【实验目的】

1．通过研究RC、RL串联电路的暂态过程，加深对电容充、放电规律，电感的电磁感应特性及震荡回路特点的认识。

2. 通过研究RLC串联电路的暂态过程，加深对电磁阻尼运动规律的理解。

3. 掌握RC、RL串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。

4. 研究RLC串联电路中各参量之间的关系，观察串联谐振电路的特征，并掌握RLC谐振电路的幅频、相频的关系。

5. 用实验的方法找出电路的谐振频率，利用幅频曲线求出电路的品质因数Q值。

【实验原理】

1 RC、RL、RLC暂态过程

(1) RC串联电路

在由R、C组成的电路中，暂态过程是电容的充放电的过程．其中信号源用方波信号．在

上半个周期内，方波电压+E，其对电容充电；在下半个周期内，

方波电压为零，电容对地放电．充放电过程中的回路方程分别为

??

??

通过以上二式可分别得到UC、UR的解。

半衰期T1 2=?ln2=0.693? (或?=1.443?1 2)

1

d??+??=? d??+??=0 d?

(2) RL串联电路

与RC串联电路进行类似分析可得，RL串联电路的时间常数t

及半衰期T1 2分别为

?=? ? ，?1 2=0.693?=0.693? ?

(3) RLC串联电路

在理想化的情况下，L、C都没有电阻，可实际上L、C本身都存在电阻，电阻是一种耗损元件，将电能单向转化成热能。所以电阻在RLC电路中主要起阻尼作用。所以根据阻尼震荡方程可以三种不同状态的解，分别为欠阻尼、过阻尼和临界阻尼。

2 RC，RL电路串联稳态

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深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 大学物理实验

实验名称： RLC电路谐振特性研究

学院：

专业： 班级：

组号：

报告人： 学号：

实验地点

实验时间： 年 月 日 星期

实验报告提交时间：

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大学物理实验设计性实验

实验报告

实验题目:RLC串联电路谐振特性的研究

班    级：                       

姓    名：      学号： 

指导教师：                        

         

                        

                                            

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