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RLC串联谐振电路
2020-11-16

a.研究串联谐振RLC电路在交流电流下的特性。


b.用阻抗法测量L和C的值。


c.研究串联谐振RLC电路的谐振特性。


在这个实验室中,一个来自函数发生器的交流信号(正弦波)将被应用到电路中,用于电流和电压的测量,以确定阻抗。


当在角频率为W(W=2πf)的交流电源中有RC串联电路时,可以从公式中计算电容(C):


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其中Vmax.R是电阻上电压的幅值,Vmax.c是电容上电压的幅值,你必须在你的报告中推导出这个等式。


类似地,当你有一个RL串联电路在一个角频率为W的交流电源上(W=2πf),则可由下式计算电感(L):


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Vmax.R是电阻上电压的幅值,Vnax.L是电感上电压的幅值,Rl是电感的电阻,R是串联在电感上的外接电阻(有电阻Rl)。


研究作为频率函数的串联RLC电路的行为,并测量谐振曲线,共振曲线的峰值出现在这个关系式给出的频率上


图片.png


此外,在谐振时,电路中的电流和电压是相位一致的。


仪器与上次实验使用的隐藏串联谐振RLC电路相同的电路板,十进电阻箱,功能发生器,数字万用表,游标接口,两个电压探头(一个必须是差动电压探头),一台带有数据分析软件的计算机和连接线。


串联谐振


设备说明你将使用与上周相同的设备并进行设置。确保你正在使用的电路盒与上一个实验室的数字相同。


测量


1.计算机和接口应该已经打开,在电脑上打开数据分析软件,通过连接每个探头的端子使传感器归零,设置数据采集采样率和时间{实验>数据采集>采样率=5000,持续时间=l秒>完成,将x轴(时间)设置为0.020秒。


2. 如图1所示,将十进电阻箱与电路中的电容串联(别无他法!),并将R和C组合的函数发生器输出连接起来,当R和C串联时,电路的阻抗是多少?


3.将十进电阻箱设置为电阻Rp= 200q,将函数发生器设置为正弦波输出,频率约为200hz,电压幅值(Vp)约为2v。请注意,在这个频率下,您将在计算机屏幕上看到大约4个完整的周期,时间范围从0到0.02秒。


4. 连接电容上的电压探针-1和十进位电阻箱上的电压探针-2,Probe-1必须是差分电压探头,确保探测器的其他端连接到LabQuest接口设备中相应的通道(probe-1到chl, probe-2到toch2),保持两个连接的极性相同,如图1所示,从高到低(红色到黑色)按同一方向测量电压。


5. 点击“采集”,观察两种不同颜色的正弦波,一种是电容上的电压,另一种是十进电阻上的电压,点击“停止”按钮停止数据采集。如果波形不佳,再次重复收集数据,观察两个信号之间的相位关系,并在你的实验报告中对其重要性进行评价。


6. 使用菜单栏中的“自动曲线拟合”功能,按顺序用正弦波拟合两个信号,确保你知道你是适合的,并确保适合是一个好!拟合程序将返回每个探头的电压幅值(参数A)、角频率o(参数B)和相位(参数C)。记录它们,在表1中保留四个重要的数字,当然,对于两个信号,B的值应该非常接近(理想情况下是相同的),但是振幅会不同。


7. 重复上述测量,频率约为400hz。

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