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RLC串联谐振法测电容
2021-11-03

华天电力专业生产变频串联谐振试验装置,下面为大家介绍RLC串联谐振法测电容。


电容、电感元件在交流电路中的阻抗是随着电源频率的改变而改变,将正弦交流电压加到电阻、电容和电感组成的电路中时,各元件上的电压及相位会随之变化,这称作电路的稳态特性,利用这特性,当电源频率满足一定条件时,电源和电阻上的相位差为0,即两波形重叠,回路就发生了谐振现象,此时回路成纯电阻性,此时的电源频率f=1/2π√LC本实验研究了用示波器观察波形,找出频率点测电容大小的方法即RLC谐振法测电容,用这种方法测量未知电容,并就实验原理、实验操作、实验误差进行分析。


一.实验目的


1.了解容抗和感抗随频率变化情况


2. 利用示波器测量给定电容的大小


3.、加深理解电路发生谐振的条件、特点


变频串联谐振试验装置


二、实验原理 


 1.RLC谐振 


由RLC组成的电路在周期性交变电源的激励下,将产生受追形式的的交流振荡,其振荡幅度随交变电源频率的改变而变化,当电源频率满足一定条件时,回路的振荡幅度达到最大值,即回路发生谐振。


2.测RLC谐振频率


通过逐点改变加在(直接或间接)RLC谐振回路上信号频率来找到最大输出时的频率点,并把这一频点定义为RLC谐振频率, 3..RLC串联电路如图5.1所示:


在图5.1所示的R、L、C串联电路中,当正弦交流信号源的频率f改变时,电路中的感抗、容抗随之而变,电路中的电流也随f而变,取电阻R上的电压U0作为响应,当输入电压U维持不变时,在不同信号频率的激励下,测出U0之值,然后以f为横坐标,以U0/U为纵坐标,绘出光滑的曲线,此即为幅频特性,亦称谐振曲线,如图5.2所示:


image.png

 


图中所加交流电压U(有效值)的角频率为w ,则电路的的复阻抗为:


image.png

复阻抗的模为:


image.png

复阻抗的幅角:


image.png

即该电路电流滞后于总电压的位差值,回路中的电流I(有效值)为:


image.png


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