實(shí)驗(yàn)2 RLC串聯(lián)電路的頻率特性1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 測(cè)量RLC串聯(lián)電路電流響應(yīng)的幅頻特性。（2） 研究串聯(lián)諧振現(xiàn)象及特點(diǎn)（3） 研究元件參數(shù)對(duì)電路頻率特性的影響。（4） 熟悉測(cè)量?jī)x器、儀表的使用方法。2. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備（1） 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（型號(hào)：AFG310）。（2） 數(shù)字存儲(chǔ)示波器（型號(hào)：DS1062CA）。（3） 雙路智能數(shù)字交流毫伏表（型號(hào)：YB2173F）。（4） 數(shù)字萬用表（型號(hào)：FLUKE 17B）。（5） 九孔實(shí)驗(yàn)板，電容、電阻、電感線圈、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線等元件。3. 預(yù)習(xí)內(nèi)容（見預(yù)習(xí)報(bào)告）4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)2-1RLC串聯(lián)電路的幅頻特性測(cè)量及相頻特性測(cè)量（1）按上圖接線。電路參數(shù)：R=10，C=1F，使用實(shí)驗(yàn)室提供的電感，電感的直流電阻約為30。信號(hào)源、毫伏表和示波器接線的外皮線（黑色）為地，芯線（紅色）為信號(hào)線。示波器兩個(gè)通道接線中的一個(gè)“地”接共地點(diǎn)，另一個(gè)懸空即可。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：1） 測(cè)量諧振曲線I（f）先測(cè)量并記錄諧振狀態(tài)下的電壓UL、UC、UC-L和UR；然后再調(diào)整信號(hào)源頻率（使函數(shù)信號(hào)源輸出正弦波，并隨時(shí)調(diào)節(jié)其輸出電壓，用毫伏表監(jiān)測(cè)，保持信號(hào)源輸出給電路的電壓為2V不變），使其頻率在f0左右一個(gè)范圍變化。測(cè)量各頻率點(diǎn)相應(yīng)的電壓UR。（1） 使正弦信號(hào)源的頻率等于核算值f0，電壓U=2V左右。（2） 圖2.2中，示波器Y1通道顯示總電壓u的波形，Y2通道顯示uR的波形。在核算值f0的基礎(chǔ)上微調(diào)信號(hào)源頻率，使Y1、Y2兩波形同相，此時(shí)電路處于諧振狀態(tài)。或應(yīng)用李薩如圖形法來判斷諧振是否發(fā)生。諧振時(shí)信號(hào)源的頻率即是諧振頻率f0。記錄相應(yīng)的UL、UC、UC-L和UR。（3） 改變信號(hào)源頻率（注意保持電源電源U=2V不變），測(cè)量UR。2） RLC串聯(lián)電路相頻特性的定性觀察用示波器定性觀察（f）的波形，記錄結(jié)果。RL/30C/F1R/10L/mH96f0/Hz501.8f/Hz63.27U/V2f/HzUR/mVI/mAui296.7558.705.87<0346.7584.608.46<0396.75129.0012.90<0416.75161.0016.10<0436.75210.0021.00<0446.75244.0024.40<0456.75288.0028.80<0466.75346.0034.60<0476.75421.0042.10<0481.75464.0046.40<0486.75505.0050.50<0491.75542.0054.20<0496.75569.0056.90<0501.75575.0057.500506.75566.0056.60>0511.75543.0054.30>0516.75509.0050.90>0521.75472.0047.20>0526.75435.0043.50>0536.75370.0037.00>0546.75317.0031.70>0556.75276.0027.60>0566.75244.0024.40>0586.75197.0019.70>0606.75165.0016.50>0656.75118.0011.80>0706.7595.009.50>0UC/V17.8UL/V17.7UC-L/V1.46UR/V0.575實(shí)驗(yàn)2-2RLC串聯(lián)電路的幅頻特性測(cè)量及相頻特性的觀察（2）更換外接電阻，使R=30，其他參數(shù)如實(shí)驗(yàn)2-1。重復(fù)實(shí)驗(yàn)2-1的實(shí)驗(yàn)過程。RL/30C/F1R/30L/mH96f0/Hz502.8f/Hz95.29U/V2f/HzUR/mVI/mAui297.75173.005.77<0347.75248.008.27<0397.75381.0012.70<0417.75467.0015.57<0437.75587.0019.57<0447.75663.0022.10<0457.75752.0025.07<0467.75854.0028.47<0477.75970.0032.33<0482.751020.0034.00<0487.751060.0035.33<0492.751090.0036.33<0497.751110.0037.00<0502.751120.0037.330507.751110.0037.00>0512.751090.0036.33>0517.751060.0035.33>0522.751020.0034.00>0527.75980.0032.67>0537.75876.0029.20>0547.75790.0026.33>0557.75715.0023.83>0567.75650.0021.67>0587.75545.0018.17>0607.75468.0015.60>0657.75344.0011.47>0707.75274.009.13>0UC/V11.3UL/V11.3UC-L/V0.905UR/V1.12實(shí)驗(yàn)2-3RLC串聯(lián)電路的幅頻特性測(cè)量（2）更換電容C=0.5F，其他參數(shù)如實(shí)驗(yàn)2-1。重新測(cè)量諧振頻率f0以及諧振狀態(tài)下的UL、UC和UR（保持U=2V不變）。RL/30C/F0.5R/10L/mH96f0/Hz663.1f/Hz31.76U/V2UC/V21.1UL/V20.8UC-L/V1.5UR/V0.5215. 總結(jié)要求（1） 在同一坐標(biāo)上面畫出實(shí)驗(yàn)2-1和實(shí)驗(yàn)2-2的I（f）曲線，比較兩者之間的異同點(diǎn)。答：兩者的變化趨勢(shì)相似，都是先增大后減小，且比較對(duì)稱，不過兩者峰值大小不同，峰值點(diǎn)的橫坐標(biāo)有細(xì)微差別。（2） 已知實(shí)驗(yàn)中使用的1F電容的精確值為C=1.0481F，根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算實(shí)驗(yàn)中所使用的電感值。答：根據(jù)公式,由實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)可得L=95.998mH,由實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)可得L=95.617mH（3） 總結(jié)RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)所具有的特點(diǎn)，并結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明UC-L為什么不等于0。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果估算電感諧振時(shí)的電阻，研究電感諧振時(shí)的電阻為什么不等于直流電阻。答：UC-L不等于0是因?yàn)殡姼芯€圈存在電阻。實(shí)驗(yàn)1中電感諧振時(shí)的電阻為307.8，實(shí)驗(yàn)2中電感諧振時(shí)的電阻為302.7，實(shí)驗(yàn)3中電感諧振時(shí)的電阻為399.2。不等于直流電阻的原因是當(dāng)交流電通過電感線圈時(shí)，電感線圈將產(chǎn)生感抗，感抗和阻抗（直流電阻）共同組成了電感線圈的總電阻，故線圈的電阻不等于直流電阻。（4） 以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，從諧振頻率f0、品質(zhì)因數(shù)Q、通頻帶寬度f等方面說明元件參數(shù)對(duì)電路頻率特性的影響。答：A. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)3，其他元件相同的情況下，電容越小，諧振頻率越大。B. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2，其他元件相同的情況下，電阻越大，品質(zhì)因數(shù)越小。C. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)3，其他元件相同的情況下，電容越小，品質(zhì)因數(shù)越大。D. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2，其他元件相同的情況下，電阻越大，通頻帶寬度越大。E. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)3，其他元件相同的情況下，電容越小，通頻帶寬度越小。