第八節(jié)R、L、C串聯(lián)電路頻率特性一、實驗?zāi)康?、 學會用實驗方法測定R、L、C串聯(lián)電路的頻率特性以及學會繪制諧振曲線。2、 觀測諧振電路的特點，及品質(zhì)因數(shù)對諧振曲線的影響。3、 進一步熟悉信號發(fā)生器與交流毫伏表的使用。二、實驗原理?在R、L、C串聯(lián)電路中，當外加正弦交流電壓的頻率可變時，電路中的感抗、容抗和電抗都隨著外加電源頻率的改變而變化，因而電路中的電流也隨著頻率而變化。這些物理量隨頻率而變的特性繪成曲線，就是它們的頻率特性曲線。由于XL=①L1XC=由于XL=①L1XC=wCX=XL-XC=wL-1WCZ=)2=arctgwL—1

wc電路中當XL=XC時的頻率被稱為串聯(lián)諧振角頻率w0，這時電路呈諧振狀態(tài)，諧振角頻率為：vLC1C1C圖2-8-1可見諧振頻率決定于電路參數(shù)L及C。隨著頻率的變化，電路的性質(zhì)在①v①0時呈容性，①〉①。時電路呈感性，?=①。即在諧振點電路呈現(xiàn)純電阻性。電路的品質(zhì)因數(shù)Q為：Q=①°L/R當電路的L及C維持不變，只改變R的大小時，可以作出不同Q值的諧振曲線，Q值越大，曲線越尖銳.實驗中所用的信號源為低頻信號發(fā)生器，利用晶體管毫伏表測量電阻元件R上的電壓，可求出電路中的電流。電路圖如圖1-8-1所示。在實驗中應(yīng)該注意要始終維持信號發(fā)生器的輸出電壓不變。另外，為了能得到一個比較光滑的電流諧振曲線，在諧振點附近可以多取幾個讀數(shù)。所以最好粗測諧振頻率為多少，方法是調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率，使R上出現(xiàn)的電壓為最大，這時的頻率就是諧振頻率。2．用雙蹤示波器測量阻抗角元件的阻抗角（即被測信號u和i的相位差少）隨輸入信號的頻率變化而改變，阻抗角的頻率特性曲線可以用雙蹤示波器來測量，如圖2-8-2所示。阻抗角（即相位差少）的測量方法如下：1）在“交替”狀態(tài)下，先將兩個“Y軸輸入方式”開關(guān)置于“丄”位置，使之顯示兩條直線，調(diào)Ya和Yb移位，使二直線重合，再將兩個丫軸輸入方式置于’AC”或“DC”位置，然后再進行相位差的觀測。測量過程中兩個“Y軸移位”鈕不可再調(diào)動。2） 將被測信號u和i分別接到示波器Ya和Yb兩個輸入端上，調(diào)節(jié)示波器有關(guān)控制旋鈕，使熒光屏上出現(xiàn)兩個比例適當而穩(wěn)定的波形，如圖2-8-2所示。3） 從熒光屏水平方向上數(shù)得一個周期所占的格數(shù)n,相位差所占的格數(shù)m,則實際的相位差少（阻抗角）為360甲二mx n三、實驗內(nèi)容1、尋找諧振點I）按圖2-8-1接好實驗電路。電路中電阻、電感元件、電容元件在電路實驗箱的自由活動區(qū)接插,數(shù)值自擬。）對尋找諧振點，根據(jù)預(yù)習報告要求擬定的找諧振點方案，分別找出R=100Q和R=300Q時電路的諧振點，并將諧振時電阻元件的電壓UrO用晶體管毫伏表測出。2、測量諧振曲線保持輸入電壓為3V,分別測出R=100Q和R=300Q的諧振曲線。算出通頻帶。作出完整的諧振曲線。注意：當改變信號源頻率時,必須隨時調(diào)節(jié)和保持輸入電壓為3V。

3．測量L、C元件的阻抗角頻率特性。四、實驗設(shè)備1臺1個1個11臺1個1個1臺1臺2．電路實驗箱3．電阻箱4．晶體管毫伏表5．示波器五、注意事項1．低頻信號發(fā)生器的輸出電壓大小可能隨頻率改變而變化，因此在調(diào)節(jié)頻率變化的同時，必須反復(fù)測量核實輸出電壓是否保持在3V。2．信號源有一定的內(nèi)阻，因此在測量輸出電壓時，必須是在帶負載的條件下測量。?在諧振頻率點f0附近要多測幾點，以使曲線精確。六、 預(yù)習要求1．閱讀實驗指導書，熟悉實驗原理及實驗要求，擬出實驗步驟，擬出數(shù)據(jù)表格。2．復(fù)習示波器、晶體管毫伏表以及低頻信號發(fā)生器的使用。.測量R、L、C元件的頻率特性時，如何測量流過被測元件的電流？為什么要與它們串聯(lián)一個小電阻？4．如何用示波器觀測阻抗角的頻率特性？5.在直流電路中，C和L的作用如何？七、 實驗報告1.計算電路不同R時的Q值。2．指出電路的通頻帶。3.在同一坐標紙上繪出不同Q時的電流諧振曲線，分析Q對電流曲線