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RLC串联谐振电路习题

RLC串联谐振电路习题
RLC串联谐振电路习题

第九章 串联谐振电路习题

(一)、填空题

1、在RLC 串联电路中,当总电压与总电流同相位时,电路呈阻性的状态称为 。

2、串联正弦交流电路发生谐振的条件是 ,谐振时的谐振频率品质因数Q= ,串联谐振又称为 。

3、在发生串联谐振时,电路中的感抗与容抗 ;此时电路中的阻抗最 ,电流最 ,总阻抗Z= 。

4、在一个RLC 串联正弦交流电路中,用电压表测得电阻、电感、电容上电压均为10V ,用电流表测得电流为10A ,此电路中R= ,P= ,Q= ,S= 。

5、在含有L 、C 的电路中,出现总电压、电流同相位,这种现象称为 。这种现象若发生在串联电路中,则电路中阻抗 ,电压一定时电流 ,且在电感和电容两端将出现 。

6、常利用串联谐振电路来选择电台信号,这个过程称为 。

7、谐振发生时,电路中的角频率=0ω ,=0f 。

8、以角频率ω作为自变量,把回路电流I 作为它的函数,绘成函数曲线,把这个曲线称为 。

9、传输的信号往往不是具有单一频率的信号,而是包含着一个频率范围,称为 。

(二)、判断题

1、串联谐振电路不仅广泛应用于电子技术中,也广泛应用于电力系统中。 ( )

2、串联谐振在L 和C 两端将出现过电压现象,因此也把串联谐振称为电压谐振。 ( )

3、串联谐振时,感抗等于容抗,此时电路中的电流最大。( )

4、谐振电路的功率因数大于1。( )

5、谐振电路的选择性越好,那么频带宽度也就越宽。( )

6、RLC 串联电路中当电源频率f 大于谐振频率0f 时,该电路呈现电容性。( )

(三)、选择题

1、RLC 并联电路在f 0时发生谐振,当频率增加到2f 0时,电路性质呈( )

A 、电阻性

B 、电感性

C 、电容性

2、处于谐振状态的RLC 串联电路,当电源频率升高时,电路将呈现出( )

A 、电阻性

B 、电感性

C 、电容性

3、下列说法中,( )是正确的。

A 、串谐时阻抗最小

B 、并谐时阻抗最小

C 、电路谐振时阻抗最小

4、发生串联谐振的电路条件是( )

A 、R L

0ω B 、LC f 1

0= C 、LC 1

0=ω

5、在RLC 串联正弦交流电路,已知XL=XC=20欧,R=20欧,总电压有效值为220V ,电感上的 电压为( )V 。

A 、0

B 、220

C 、73.3

6、正弦交流电路如图所示,已知电源电压为220V,频率f=50HZ时,电路发生谐振。现将电源的

频率增加,电压有效值不变,这时灯泡的亮度()。

A、比原来亮

B、比原来暗

C、和原来一样亮

7、正弦交流电路如图所示,已知开关S打开时,电路发生谐振。当把开关合上时,电路呈现

()。

A、阻性

B、感性

C、容性

(三)计算题。

1、在RLC串联电路中,已知L=100mH,R=3.4Ω,电路在输入信号频率为400Hz时发生谐振,求电容C

的电容量和回路的品质因数.

2、一个串联谐振电路的特性阻抗为100Ω,品质因数为100,谐振时的角频率为1000rad/s,试求R,L

和C的值.

3、一个线圈与电容串联后加1V的正弦交流电压,当电容为100pF时,电容两端的电压为100V

且最大,此时信号源的频率为100kHz,求线圈的品质因数和电感量.

4、已知一串联谐振电路的参数Ω=10R ,mH 13.0=L ,pF 558=C ,外加电压5=U mV 。 试求电路在谐振时的电流、品质因数及电感和电容上的电压。

5、已知串联谐振电路的线圈参数为“mH 21=Ω=L R ,”,接在角频率rad/s 2500=ω的10V 电压源上,求电容C 为何值时电路发生谐振?求谐振电流I 0、电容两端电压U C 、线圈两端电压U RL 及品质因数Q 。

6、如右图所示电路,其中t u 314cos 2100=V ,调节电容C 使电流i 与电压u 同相,此时测得电感两端电压为200V ,电流I =2A 。求电路中参数R 、L 、C ,当频率下调为f 0/2时,电路呈何种性质?

(四)简答题。

(1)什么是串联谐振,简述串联谐振的特点。

(2)简述发生串联谐振的条件。

(3)简述串联谐振曲线与电路选择性的关系。

(4)什么是串联谐振电路的通频带,通频带与电路的选择性有什么关系。

串联谐振实验报告

实验报告 一、实验名称 串联谐振电路 二、实验原理 1、电路图如图所示,改变电路参数L,C或电源频率时,都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率的函数: 2、谐振曲线 电路中的电压与电流随频率变化的特性为频率特性,随频率变化的曲线就是频率曲线。如下图:

图中可以看出:Q值愈大,曲线尖峰值愈陡,其选择性越好,但通频带越窄。 只有当Q>时,Uc和Ul曲线才出现最大值,否则Uc将单调下降趋于0,Ul将单调上升趋于Us。 三、实验方法 测量电路谐振频率 1、将电路连接如实验原理中的电路图,将电源由函数信号发生器产生,将电阻两端接入示波器中,调节信号源的频率由大到小,观察示波器上的电阻电压的大小,当电阻电压值变为最大值时所对应的频率值则为电路的谐振频率。 2、用Multism仿真连接串联谐振电路,连接在电阻两端的XBP所显示的波特图,观察电阻两端电压增益最大时所对应的频率,则所对应的频率为电路发生谐振是的谐振频率。四、实验步骤 电路板上: 连接原理图的电路,给电源接上函数发生器,调节为五伏的方波,频率从调到,间隔,设置29个点,将电阻两端连入示波器,观察示波器上电阻的阻值并记录数据 接着将同样电容与电感的两端接入示波器,观察同样频率下对应的电容与电感的电压值,同样记录实验数据 将实验数据整理并绘制折线图,观察不同电源角频率电路响应的谐振曲线,对比实验原理中的图并作分析

Multism仿真: 电路仿真连接如下的图 将XFG调节为,占空比为30%,脉冲幅度为5V的方波电压信号 观察XBP输出的波特图: 可知:该电路图的谐振频率约为 将仿真图中的电阻与电容互换位置,显示电容的波特图: 可知:在频率小于谐振频率时Uc出现最大

初中物理串联和并联电路练习题

联电路和并联电路练习一、选择题 1.电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则() A.电路中的电流为0.6AB.电阻R2的阻值为20ΩC.三只电阻两端的总电压为21VD.电阻R3消耗的电功率为3.6W 2、如图1所示,电源和电压表都是好的,当滑片由a滑到b的过程中,电压表的示数都为U,下列判断正确的是() A.a处接线断开B.触头P开路C.a、b间电阻丝开路D.b处接线开路 3.下列说法中正确的是() A.电阻A与阻值无穷大的电阻B并联,电阻不变B.电阻A与导线B(不计电阻)并联,总电阻为零 C.并联电路中任一支路的电阻都大于总电阻D.并联电路某一支路开路,总电阻为无穷大 4.三根相同的电热丝分别全部串联和全部并联,它们发出相同的热量,所需通电时间之比为() A.9∶1B.1∶9C.3∶1D.1∶3 5.在图8所示的电路中。U=12V,若电压表的示数也是12V,这说明可能() A.灯泡L开路B.电阻R1、R2中有开路发生C.电阻R1、R2中有短路发生D.灯泡L和电阻R1都发生了开路 二、填空题 6.电阻R1、R2、R3的伏安特性曲线如图10所示,若将它们串联后接入电路,则它们的电压之比U1∶U2∶U3=______。它们的电功率之比 P1∶P2∶P3=______。 7.在如图11所示的电路中,已知R2=R4,A、C间电压U AC=15V,B、D间电压U BD=7V,则A、E间U AE=______。 8.若将标称值分别为“100W、100Ω”和“2W、200Ω”的电阻串联后作为一个用电器使用,其总额定功率为______W,在电路中两电阻两 端的电压之比为______,两电阻的实际功率之比为_____。 9.A灯的额定电流是B灯额定电流的3倍,而额定功率相等。串联接在电路上后,A灯的实际功率是B灯实际功率的______倍。 10.三只灯泡并联接在200V的电源上,总电流为2A,第三只灯泡的功率为100W,且R2=2R1,则第一只、第二只灯泡的功率分别为______W、______W。 三、计算题 11.在图15所示的电路中,电源电压U恒定不变,当S闭合时R1消耗的电功率为9W,当S断开时R1消耗的电功率为4W,求: (1)电阻R1与R2的比值是多大?(2)S断开时,电阻R2消耗的电功率是多少?(3)S闭合与断开时,流过电阻R1的电流之比是多少? 12.在图16所示的电路中,电源电压U=15V,电阻R1、R2、R3的阻值均为10Ω,S为单刀三掷电键,求下列各种情况下电压表的读数:(1)电键S接B;(2)电键S接A。 串联电路专题

RLC串联电路的谐振特性研究 实验报告

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:

一.目的 1.研究LRC 串联电路的幅频特性; 2.通过实验认识LRC 串联电路的谐振特性. 二.仪器及用具 DH4503RLC 电路实验仪 电阻箱 数字储存示波器 导线 三.实验原理 LRC 串联电路如图3.12-1所示.若交流电源U S 的电压为U ,角频率为ω,各元件的阻抗分别为 则串联电路的总阻抗为 串联电路的电流为 式中电流有效值为 电流与电压间的位相差为 它是频率的函数,随频率的变化关系如图3.12-2所示. 电路中各元件电压有效值分别为 C j Z L j Z R Z C L R ωω1= ==) 112.3()1 (-- +=C L j R Z ωω) 212.3() 1 (-=- += = ? ? ? ωωj Ie C L j R Z I U U ) 312.3() 1 (2 2 -- += = C L R U Z U I ωω) 412.3(1 arctan -- =R C L ωω?) 512.3() 1 (2 2 -- += =C L R R RI U R ωω) 612.3() 1 (2 2 -- += =U C L R L LI U L ωωωω) 712.3() 1 (1 1 2 2 -- += = U C L R C I C U C ωωωω 图3.12-1 /π-/π(b) 图3.12-2

(3.12-5)和(3.12-6),(3.12-7) 式可知,U R ,U L 和U C 随频率变化关系如图3.12-3所示. (3.12-5),(3.12-6)和(3.12-7)式反映元件R 、L 和C 的幅频特性,当 时,?=0,即电流与电压同位相,这种情况称为串联谐振,此时的角频率称为谐振角频率,并以ω0表示,则有 从图3.12-2和图3.12-3可见,当发生谐振时,U R 和I 有极大值,而U L 和U C 的极大值都不 出现在谐振点,它们极大值U LM 和U CM 对应的角频率分别为 (3.1211)C ωω= =- 式中Q 为谐振回路的品质因数.如果满足2 1> Q ,可得相应的极大值分别为 电流随频率变化的曲线即电流频率响应曲线(如图3.12-5所示)也称谐振曲线.为了分析电路的频率特性.将(3.12-3)式作如下变换 ) 912.3(1 0-=LC ω) 1012.3(21 11 2202 2 2--=-=ωωQ C R LC L )1312.3(4111 422 2 2 LM -- = -=Q QL Q U Q U ) 1412.3(4112 CM -- = Q QU U 2 2 ) 1 ()I(C L R U ωωω- += ) 812.3(1 -=L C ωω (a) 图3.12-3

rlc串联电路频率特性实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除rlc串联电路频率特性实验报告 篇一:RLc串联电路的幅频特性与谐振现象实验报告 _-_4(1) 《电路原理》 实验报告 实验时间:20XX/5/17 一、实验名称RLc串联电路的幅频特性与谐振现象二、实验目的 1.测定R、L、c串联谐振电路的频率特性曲线。 2.观察串联谐振现象,了解电路参数对谐振特性的影响。1.R、L、c串联电路(图4-1)的阻抗是电源频率的函数,即: Z?R?j(?L? 1 )?Zej??c 三、实验原理 当?L?

1 时,电路呈现电阻性,us一定时,电流达最大,这种现象称为串?c 联谐振,谐振时的频率称为谐振频率,也称电路的固有频率。 即 ?0? 1Lc 或f0? 12?Lc R无关。 图4-1 2.电路处于谐振状态时的特征: ①复阻抗Z达最小,电路呈现电阻性,电流与输入电压同相。 ②电感电压与电容电压数值相等,相位相反。此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍,Q称为品质因数,即Q? uLuc?0L11 ????ususR?0cRR L c

在L和c为定值时,Q值仅由回路电阻R的大小来决定。 ③在激励电压有效值不变时,回路中的电流达最大值,即: I?I0? us R 3.串联谐振电路的频率特性: ①回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性,表明其关系的图 形称为串联谐振曲线。电流与角频率的关系为: I(?)? us 1?? R2??L?? ?c?? 2 ? us ???0? ?R?Q2?????? ?0? 2 ?

I0 ???0? ?1?Q2?????? ?0? 2 当L、c一定时,改变回路的电阻R值,即可得到不同Q 值下的电流的幅频 特性曲线(图4-2) 图4-2 有时为了方便,常以 ?I 为横坐标,为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称?0I0 I 下降越厉害,电路的选择性就越好。I0 为通用幅频特性),图4-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。回路的品质因数Q越大,在一定的频率偏移下,为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念,把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以bw表示)即:bw? ?2?1 ??0?0

串联电路和并联电路练习题(含答案)

串联电路与并联电路练习题 一、选择题 1.电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端得电压为6V,R2两端得电压为12V,则 A.电路中得电流为0.6A B.电阻R2得阻值为20Ω C.三只电阻两端得总电压为21V D.电阻R3消耗得电功率为3.6W 2.如图1所示,电源与电压表都就是好得,当滑片由a滑到b得过程中,电压表得示数都为U,下列判断正确得就是 A.a处接线断开 B.触头P开路 C.a、b间电阻丝开路 D.b处接线开路 3.在图2中,AB间得电压力30V,改变滑动变阻器触头得位置,可以改变CD间得电压,U CD得变化范围就是[ ] A.0~10V B.0~20V C.10V~20V D.20V~30V 4.如图3电路所示,当ab两端接入100V电压时,cd两端为20V;当cd两端接入100V电压时,ab两端电压为50V,则R1∶R2∶R3之比就是[ ] A.4∶2∶1 B.2∶1∶1 C.3∶2∶1 D.以上都不对 5.在图4得电路中,U=8V不变,电容器电容C=200μF,R1∶R2=3∶5,则电容器得带电量为[ ]

A.1×103C B. 1×103C C.6×104C D.1.6×103C 6.下列说法中正确得就是[ ] A.电阻A与阻值无穷大得电阻B并联,电阻不变 B.电阻A与导线B(不计电阻)并联,总电阻为零 C.并联电路中任一支路得电阻都大于总电阻 D.并联电路某一支路开路,总电阻为无穷大 7.实验室中常用滑动变阻器来调节电流得大小,有时用一个不方便,须用两个阻值不同得滑动变阻器,一个作粗调(被调节得电流变化大),一个作微调(被调节得电流变化小)。使用时联接方式可以就是串联,也可以就是并联,如图5所示,则[ ] A.串联时,阻值大得变阻器作粗调 B.串联时,阻值大得变阻器作微调 C.并联时,阻值大得变阻器作微调 D.并联时,阻值大得变阻器作粗调 8.三根相同得电热丝分别全部串联与全部并联,它们发出相同得热量,所需通电时间之比为[ ] A.9∶1 B.1∶9 C.3∶1 D.1∶3 9.如图6所示,L1,L2就是两个规格不同得灯泡,当它们如图连接时,恰好都能正常发光,设电路两端得电压保持不变,现将变阻器得滑片P向右移动过程中L1与L2两灯得亮度变化情况就是[ ] A.L1亮度不变,L2变暗 B.L1变暗,L2变亮 C.L1变亮,L2变暗 D.L1变暗,L2亮度不变

大学物理实验报告系列之RLC电路的谐振

【实验名称】 RLC 电路的谐振 【实验目的】 1、研究和测量RLC 串、并联电路的幅频特性; 2、掌握幅频特性的测量方法; 3、进一步理解回路Q 值的物理意义。 【实验仪器】 音频信号发生器、交流毫伏表、标准电阻箱、标准电感、标准电容箱。 【实验原理】 一、RLC 串联电路 1.回路中的电流与频率的关系(幅频特性) RLC 交流回路中阻抗Z 的大小为: () 2 2 '1??? ? ? -++= ωωC L R R Z (32-1) ???? ? ??????? +-=R R C L arctg '1ωω? (32-3) 回路中电流I 为: )1()'(2ω ωC L R R U Z U I - ++== (32-4) 当01 =- ω ωC L 时, = 0,电流I 最大。 令即振频率并称为谐振角频率与谐的角频率与频率分别表示与,,000=?ωf : LC f LC πω21100= = (32-5) 如果取横坐标为ω,纵坐标为I ,可得图32-2所示电流频率特性曲线。 2.串联谐振电路的品质因数Q C R R L Q 2)'(+= (32-7) QU U U C L == (32-8) Q 称为串联谐振电路的品质因数。当Q >>1时,U L 和U C 都远大于信号源输出电 压,这种现象称为LRC 串联电路的电压谐振。 Q 的第一个意义是:电压谐振时,纯电感和理想电容器两端电压均为信号源电 压的Q 倍。 1 20 1 20f f f Q -= -= ωωω (32-12) 显然(f 2-f 1)越小,曲线就越尖锐。 Q 的第二个意义是:它标志曲线尖锐程度,即电路对频率的选择性,称 f (= f 0 / Q )为通频带宽度。 3.Q 值的测量法

串联谐振电路实验报告

实验名称:串联谐振电路 一、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。 3、理解电路品质因数Q和通频带的物理意义及其测量方法。 4、测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。 5、深刻理解和掌握串联谐振的意义及作用。 6、掌握电路板的焊接技术及信号发生器、交流毫伏表等仪表的使用方法。 7、掌握Multisim软件中的Function Generator、Voltmeter、Bode Plotter等仪表的使用 方法以及AC Analysis等SPICE的仿真分析方法。 8、掌握Origin软件的使用方法。 二、实验设备及器材 1、计算机一台。 2、通用电路板一块。 3、低频信号发生器一台。 4、双踪示波器一台。 5、交流毫伏表一只。 6、万用表一只。 7、可变电阻一只。 8、电阻、电感、电容若干(电阻100Ω,电感10mH、4.7mH,电容100nF)。 三、实验内容 1、Multisim仿真 1)、创建图示电路图 2)、分别用Multisim软件(AC仿真、波特表、交流电压表均可)测量串联谐振

电路的谐振曲线、谐振频率、-3dB带宽。 UR谐振曲线 谐振频率7.3kHz -3dB带宽32.318kHz 3)、电阻R1=1K时,用Multisim软件仿真串联谐振电路的谐振曲线,观测R对Q R增大导致Q减小。 4)、利用谐振特点设计选频网络,在串联谐振电路上输入频率为3.5kHz、占空比为30%、脉冲幅度为5V的方波电压信号,测试输入输出(电阻上电压)的频谱。 输入信号

输出信号 2、 测量元件值,计算电路谐振频率和品质因数Q 的理论值。 R1=98Ω RL=34.2Ω L1=4.2mH C1=95.1nF C L R R L U U U U Q S C S L 1 )()(000==== ωωω=1.59 3、 在电路板上焊接基本串联谐振电路,信号电压有效值设置为1V 。 4、 用两种不同的方法测量电路的f0值。 UR 读数最大法:f0=7.7kHz 时,UR 有最大值 X-Y 模式下测量:f0=7.55kHz. 5、 测试电路板上串联谐振电路的谐振曲线、谐振频率、-3dB 。 7、

高中物理 串联电路和并联电路例题

串联电路和并联电路例题 【例1】马路上的路灯,傍晚时同时开亮,天明时同时熄灭,请判断这些灯是串联的还是并联的? 【分析】路灯是串联还是并联,不能单纯地从同时亮同时灭的表面现象上判断,应从串联和并联电路的特点上去分析。假如路灯是串联的,那么路灯中某一盏灯的灯丝如果断了,其它路灯将全都不亮,这显然是不可能的。 【解答】马路上的路灯应该是并联的。 【说明】马路上路灯的控制开关安装在干路上,便能控制所有的灯。 【例2】如图1所示,当S1,S2断开时,能亮的灯是______,它们是_______联的。当S1,S2闭合时,能亮的灯是______,它们是______联的。当S1闭合、S2断开时,能亮的灯是______。 【分析】当S1,S2断开时,电流从正极流出经过L1再经过L3流回负极,因此L1,L3亮,是串联的。当S1,S2闭合时,L1被短路,电流从正极流出经过S1后分为两路,分别经过L2和L3再合为一路流回负极,因此L2,L3亮,是并联的。当S1闭合、S2断开时,L1被短路,L2是开路,因此只有L3亮。 【解答】L1,L3,串;L2,L3,并;L3。 【说明】判断哪些灯能亮时,一般看是否有电流通过;判断连接方式时,可根据串联、并联电路的特点判断。 【例3】S要控制L1和L2,S必在L1,L2的干路中,且L1,L2并联。因此可以先把S与L1串联后,再把L2与L1并联,让S在干路中。

【解答】如图3所示。 【例4】如图4所示的三个电路图,哪是串联电路?哪是并联电路? 【分析】判断电路是串联的还是并联的,最好的办法是从图中电源的正极出发,用铅笔轻轻地沿电流的路径“走”上一圈,回到电源的负极。在这一圈中,如果一直没有“分岔”,即出现支路,各支路电流汇合反又流回负极,这是并联电路。 因此,关键的一步是先找到电源,无论图中的电源在何处,都要从电源的正极出发,“走”一圈,结论就出来了。 【解答】图4(1)为串联电路,图4(2)和(3)为并联电路。 【说明】判断电路的串联或并联,切不可凭表面印象,“想当然”。如果从表面上看,认为图4(1)是并联电路;或把图4(3)看成是串联电路,那就错了!因此,“电流法”是识别电路和检查电路连接情况的重要手段,要认真掌握。 【例5】根据图5所示电路图,连接实物图(见图6)。

RLC串联电路暂态特性的研究实验报告

南昌大学物理实验报告课程名称:普通物理实验(2) 实验名称: RLC串联电路暂态特性的研究 学院:专业班级: 学生姓名:学号: 实验地点:座位号: 实验时间:

一、 实验目的: 1、研究方波电源加于RC 串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法,加深对电容充电、放电规律的认识。 2、了解当方波电源加于RLC 电路时产生的阻尼衰减震荡的特性及测量方法。 二、 实验原理: 1、RC 串联电路的暂态过程 在由R 、C 组成的电路中,暂态过程是电容的充放电的过程。图1为RC 串联电路。其中信号源用方波信号。在上半个周期内,方波电源(+E )对电容充电;在下半个周期内,方波电压为零,电容对地放电。充电过程中回路方程为 (1) 由初始条件t=0时,U C =0,得解为 (2) 从U C 、U R 二式可见,U C 是随时间t 按指数函数 规律增长,而电阻电压U R 随时间t 按指数函数规律 衰减,如图2中U-t 、U C -t 及U R -t 曲线所示。 在放电过程中的回路方程为 (3) 由初始条件t=0时,U C =E ,得解为 (4) 物理量RC=τ具有时间量纲,称为时间常数,是表征暂态过程进行得快慢的一个重要物理量。与时间常数τ有关的另一个在实验中较容易测定的特征值,称为半衰期T 1/2,即当U C (t)下降到初值(或上升至终值)一半时所需要的时间,它同样反映了暂态过程的快慢程度,与t 的关系为 T 1/2=τ ln 2=0.693τ (或τ=1.443T 1/2) (5)

3、RC 串联电路的暂态过程 s c c c u t u t t u RC t t u LC =++)()()(22d d d d RLC 串联电路 求解微分方程,可以得出电容上的电压)t (U C 。再根据dt )t (du C )t (i c =,求得)t (i 。改变初始状态和输入激励可以得到不同的二阶时域响应。全响应是零状态响应和零输入响应的叠加。零输入响应的模式完全由其微分方程的特征方程的两个特征根 202222,1)LC 1()L 2R (L 2R p ω-δ±δ-=-±-= 式中:L 2R =δ,LC 10=ω 由于电路的参数不同,响应一般有三种形式: (1)当C L 2R >,特征根1p 和2p 是两个不相等的负实数,电路的瞬态响应为非振荡性的,称为过阻尼情况。 (2)当C L 2R =,特征根1p 和2p 是为两个相等的负实数,电路的瞬态响应仍为非振荡性的,称为临界阻尼情况。

实验二 RLC串联交流谐振电路

实验二 RLC 串联交流谐振电路 一、实验目的 1.通过实验掌握串联谐振时的特点,了解电路参数对谐振特性的影响。 2.测定R 、L 、C 串联谐振电路的频率特性曲线。 3.正确使用双踪示波器。 二、实验原理 1.R 、L 、C 串联电路(图2-1)的阻抗是电源频率的函数,即: Z =R +j(ωL -C 1 ω)=?j e Z 当ωL = C 1 ω时,电路呈现电阻性,U S 一定时,电流达最大,这种现象称为串联谐振, 谐振时的频率称为谐振频率,也称电路的固有频率。 即 LC 10= ω或LC f π21 0= 上式表明谐振频率仅与元件参数L 、C 有关,而与电阻R 无关。 图2-1 2.电路处于谐振状态时的特征: ① 复阻抗Z 达最小,电路呈电阻性,电流与输入电压同相。 ② 电感电压与电容电压数值相等,相位相反。此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q 倍,Q 称为品质因数,即 C L R CR R L U U U U Q S C S L 11 00= = = = = ωω 在L 和C 为定值时,Q 值仅由回路电阻R 的大小来决定。 ③ 在激励电压有效值不变时,回路中的电流达最大值,即: R U I I S = =0 3.串联谐振电路的频率特性: ① 回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性,表明其关系的图形称为串联谐振曲线。电流与角频率的关系为: ()2 002 2 02 2 2 111? ? ????-+? ? ? ???-+?? ???? - ωωωωωωωωωωωQ I Q R U C L R U I O S S = = = 当L 、C 一定时,改变回路的电阻R 值,即可得到不同Q 值下的电流的幅频特性曲线。显然Q 值越 大,曲线越尖锐。 有时为了方便,常以0ωω为横坐标,0I I 为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称为通用 幅频特性),图2-2画出了不同Q 值下的幅频特性曲线。回路的品质因数Q 值越大,在一定

谐振电路实验报告

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。 3.理解电路品质因数的物理意义和其测定方法。 4.测定rlc串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理: rlc串联电路如图所示,改变电路参数l、c或电源频率时,都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数:z=r+j(ωl-1/ωc) 当ωl-1/ωc=0时,电路中的电流与激励电压同相,电路处于谐振状态。谐振角频率ω 0 =1/lc ,谐振频率f0=1/2π lc 。 谐振频率仅与原件l、c的数值有关,而与电阻r和激励电源的角频率ω无关,当ω< ω0时,电路呈容性,阻抗角φ<0;当ω>ω0时,电路呈感性,阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 (1)、回路阻抗z0=r,| z0|为最小值,整个回路相当于一个纯电阻电路。(2)、回路 电流i0的数值最大,i0=us/r。(3)、电阻上的电压ur的数值最大,ur =us。 (4)、电感上的电压ul与电容上的电压uc数值相等,相位相差180°,ul=uc=qus。 2、电路的品质因数q 电路发生谐振时,电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比称为电路的品质因 数q,即: q=ul(ω0)/ us= uc(ω0)/ us=ω0l/r=1/r*l/c (3)谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性,它们随频率变化的曲线称频率特性曲 线,也称谐振曲线。 在us、r、l、c固定的条件下,有

初中物理串联和并联电路练习题(免费下载)

串联电路和并联电路练习题 一、选择题 1.电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则() A.电路中的电流为0.6A B.电阻R2的阻值为20ΩC.三只电阻两端的总电压为21V D.电阻R3消耗的电功率为3.6W 2、如图1所示,电源和电压表都是好的,当滑片由a滑到b的过程中,电压表的示数都为U,下列判断正确的是() A.a处接线断开B.触头P开路C.a、b间电阻丝开路D.b处接线开路 3.下列说法中正确的是() A.电阻A与阻值无穷大的电阻B并联,电阻不变B.电阻A与导线B(不计电阻)并联,总电阻为零 C.并联电路中任一支路的电阻都大于总电阻D.并联电路某一支路开路,总电阻为无穷大 4.三根相同的电热丝分别全部串联和全部并联,它们发出相同的热量,所需通电时间之比为() A.9∶1 B.1∶9C.3∶1D.1∶3 5.在图8所示的电路中。U=12V,若电压表的示数也是12V,这说明可能() A.灯泡L开路B.电阻R1、R2中有开路发生C.电阻R1、R2中有短路发生D.灯泡L和电阻R1都发生了开路 二、填空题 6.电阻R1、R2、R3的伏安特性曲线如图10所示,若将它们串联后接入电路,则它们的电压之比U1∶U2∶U3=______。它们的电功率之比P1∶P2∶P3=______。 7.在如图11所示的电路中,已知R2=R4,A、C间电压U AC=15V,B、D间电压U BD=7V,则A、E 间U AE=______。 8.若将标称值分别为“100W、100Ω”和“2W、200Ω”的电阻串联后作为一个用电器使用,其总额定功率为______W,在电路中两电阻两端的电压之比为______,两电阻的实际功率之比为_____。 9.A灯的额定电流是B灯额定电流的3倍,而额定功率相等。串联接在电路上后,A灯的实际功率是B灯实际功率的______倍。 10.三只灯泡并联接在200V的电源上,总电流为2A,第三只灯泡的功率为100W,且R2=2R1,则第一只、第二只灯泡的功率分别为______W、______W。 三、计算题 11.在图15所示的电路中,电源电压U恒定不变,当S闭合时R1消耗的电功率为9W,当S断开时R1消耗的电功率为4W,求: (1)电阻R1与R2的比值是多大?(2)S断开时,电阻R2消耗的电功率是多少?(3)S闭合与断开时,流过电阻R1的电流之比是多少?

串联和并联电路图计算题

串联和并联电路图计算题(一): 基础知识: 1、串联电路: (1)、串联电路的电流特点:I=I 1=I 2(串联电路中各处电流相等) (2)、串联电路的电压特点:U=U 1+U 2(串联电路中总电压等于各部分电压之和) (3)、串联电路的电阻特点:R=R 1+R 2(串联电路中总电阻等于各个电阻之和) (4)、串联电阻具有分压作用:2 121U U R R =(串联电路中电压之比等于电阻之比) (5)、欧姆定律公式: R U I = 111R U I = 222R U I = 2、并联电路: (1)、并联电路的电流特点:I=I 1+I 2(并联电路中总电流等于各支路电流之和) (2)、并联电路的电压特点:U=U 1=U 2(并联电路中总电压等于并联电两端电压) (3)、并联电路的电阻特点:21R 1R 1R 1+=(并联电路中总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和) (4)、并联电阻具有分流作用:222 1I I R R =(并联电路中电流之比等于电阻之比的倒数) (5)、欧姆定律公式:R U I = 111R U I = 222R U I = 3、串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大,原因是相当于增大了导体的长度。 4、并联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小,原因是相当于增大了导体的横截面积。 例题分析: 例1. 有一只电灯,电阻是10Ω,正常工作时它两端的电压是5V ,现有一个电压为8V 的电源,要想把灯接在这个电源上且正常发光,应如何连接一个多大的电阻? 解题:根据题意画出电路图如图: 电阻R 和灯泡L 串联; 灯泡正常工作时电路中的电流:0.5A 105V R U I I L L L R =Ω== = 电阻R 两端的电压:U R =U ﹣U L =8V ﹣5V=3V , 电阻R 的阻值:Ω=== 60.5A 3V I U R R R 例2.(2011?重庆)从2011年5月11日起,执行酒驾重罚新规定.交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于右图所示.电源电压恒为9V ,传感器电阻R 2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R 2的电阻为80

RLC串联谐振电路的实验报告

RLC串联谐振电路的实验报告 (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。 3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。 (2)实验原理: RLC串联电路如图所示,改变电路参数L、C或电源频率时,都可能使电路发生谐振。该电路的阻抗是电源角频率ω的函数:Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时,电路中的电流与激励电压同相,电路处于谐振状态。谐振角频率ω0 =1/LC,谐振频率f =1/2πLC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关,而与电阻R 和激励电源的角频率ω无关,当ω<ω 0时,电路呈容性,阻抗角φ<0;当ω>ω 时,电路呈感性,阻抗角φ>0。 1、电路处于谐振状态时的特性。 (1)、回路阻抗Z 0=R,| Z |为最小值,整个回路相当于一个纯电阻电路。 (2)、回路电流I 0的数值最大,I =U S /R。 (3)、电阻上的电压U R 的数值最大,U R =U S 。 (4)、电感上的电压U L 与电容上的电压U C 数值相等,相位相差180°,U L =U C =QU S 。 2、电路的品质因数Q 电路发生谐振时,电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比称为电路的品质因数Q,即: Q=U L (ω )/ U S = U C (ω )/ U S =ω L/R=1/R* (3)谐振曲线。 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性,它们随频率变化的曲线称频率特性曲线,也称谐振曲线。 在U S 、R、L、C固定的条件下,有

I=U S / U R =RI=RU S / U C =I/ωC=U S /ωC U L =ωLI=ωLU S / 改变电源角频率ω,可得到响应电压随电源角频率ω变化的谐振曲线,回路 电流与电阻电压成正比。从图中可以看到,U R 的最大值在谐振角频率ω 处,此 时,U L =U C =QU S 。U C 的最大值在ω<ω 处,U L 的最大值在ω>ω 处。 图表示经过归一化处理后不同Q值时的电流频率特性曲线。从图中(Q 11/2时,U C 和U L 曲线才出现最大值,否则U C 将单调下降趋于0,U L 将单调上升趋于U S 。 仿真RLC电路响应的谐振曲线的测量 五、结论

实验一 RLC串联谐振电路的研究

2 1实验一 RLC 串联谐振电路的研究 一、实验目的 1、学习用实验方法绘制R 、L 、C 串联电路的幅频特性曲线; 2、加深理解电路发生谐振的条件、特点、掌握电路品质因数(电路Q 值)的物理意义及 其测定方法。 二、实验设备和器材 函数信号发生器1只 交流毫伏表1只(0~600V) 电路原理实验箱1只 三、实验原理与说明 1.在图1.1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。取电阻电路电流I 作为响应,当输入电压U i 维持不变时,在不同信号频率的激励下,测出电阻R 两端的电压U 0之值,则I=U 0/R 。然后以f 为横坐标,以I 为纵坐标,绘出光滑的曲线,此即为幅频特性,亦称电流谐振曲线,如图1.2所示。 2. 在 处(X L =X C )即幅频特性曲线尖峰所在的频率点,该频率称为 谐振频率,此时电路呈纯阻性,电路阻抗的模为最小,在输入电压U i 为定值时,电路中的电流达I 达到最大值,且与输入电压U i 同相位,从理论上讲,此时,U i =U R =U 0, U L =U C =QU i ,式中的Q 称为电路的品质因数。 3. 电路品质因数Q 值的两种测量方法 一是根据公式 测定,U C 与U L 分别为谐振时电容器C 和电感线圈L 上的电压;另一方法是通过测量谐 振曲线的通频带宽度 再根据 求出Q 值,式中f 0为谐振频率,f 1和f 2是失谐时,幅度下降到最大值的 倍时的上、 下频率点。 Q 值越大,曲线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好,在恒压源供电时,电路的品 质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数,而与信号源无关。 四、实验内容 1.按图1.3接线,取C=0.1μF ,R=200Ω,调节信号源输出电压为V P-P = 2.83V ,有效值约 U i =1V 正弦信号,并在整个实验过程中保持不变。(本实验的电感L 约30mH) 2.找出电路的谐振频率f 0,其方法是,将交流毫伏表接在R (200Ω)两端,令信号源的 频率由小逐渐变大(注意要维持信号源的输出幅度不变),当U 0的读数为最大时,读得频率表上的频率值即为电路的谐振频率f 0,并测量U 0、U C 、U L 之值(注意及时更换毫伏表的量限),记入表格中。 3. 在谐振点两侧,先测出下限频率f 1和上限频率f 2及相对应的U R 值,然后按频率递增 或递减500H Z 或1KH Z ,依次各取8个测量点,逐点测出U R ,U L ,U C 之值,记入数据表格。 LC f f π21 0==O C O L U U U U Q ==1 2f f f -=?1 2f f f Q o -=

串联和并联电路图练习题

串联和并联电路图练习 题 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

电路图练习 题 一、单选题(每题3分,共36分) 1、如图所示电路中,当开关S 1、S 2都闭合时,下列说法正确的是() A .只有L 1发光B .只有L 2发光 C .L 1、L 2都发光D .L 1、L 2都不发光 2、如图四个电路图中,与下面实物图对应的是() 3、如图所示的电路,下列分析正确的是() A .若S 1、S 2、S 3都闭合时,则L 1、L 2并联 B .若S 1、S 2、S 3都闭合时,则L 1、L 2串联 C .S 3断开、S 1、S 2闭合,L 1、L 2并联 D .S 1闭合、S 2、S 3断开,L 1、L 2串联 4、如图所示的四个电路中,开关能使L 1、L 2两盏灯同时发光和熄灭的是() 6、关于物体的导电性能,下列说法中正确的是() A 、导体和绝缘体都容易导电B 、大地、人体、油都是导体 C 、橡胶、塑料、碳都是绝缘体 D 、导体和绝缘体之间没有绝对的界限 7、图中,若L 2的灯丝断了,而电路其他部分完好,则开关S 闭合后() A .L 1发光,L 2不发光 B .L 1不发光,L 2发光 L 2 L 1 L 2 L 1 L 2 L 1 L 2 L 1 A D C B L 2 L 1 S 1 S 3 S 2

C.L 1和L 2 都发光 D.L 1和L 2 都不发光 8、在下图中,两灯泡组成并联的电路的电路图是() ABCD 12、在图所示的电路中,要使L 1 发亮() A、只闭合开关S 1 B、只闭合开关S 2 C、三个开关都闭合 D、只闭合开关S 2和S 3 二、填空题(每题4分,共16分) 14、公路两旁的路灯采用的是联方式,判断的依据是。 15、下面4个电路中,根据要求填写图号。 (1)、已造成短路的有图,闭合开关S后会出现短路的有图。 (2)、组成串联电路的有图,组成并联电路的有图。 三、作图题 17、(1)将图中的器材用笔画线代替导线,按下列要求连接起来:两灯泡并联,开关控制两个灯泡。(2)画出它的电路图。 18、如图所示。现有一个电池,两个开关和两盏电灯,请你连接好下面 的实物电路图,使S 1闭合时L 1 亮,使S 2 合时L 2 亮。

实验三 RLC串联电路的暂态过程实验报告

实验三RLC串联电路的暂态过程实验报告 14级软件工程班 候梅洁14047021

【实验目的】 1.用存储示波器观察RC,RL电路的暂态过程,理解电容,电感特性及电路时间常数τ的物理意义。 2.用示波器观察RLC串联电路的暂态过程,理解阻尼振动规律。 3.进一步熟悉使用示波器。 【实验仪器】 电感箱、电容箱、电阻箱、函数信号发生器、示波器、导线等。【实验原理】 在阶跃电压作用下,RLC串联电路由一个平衡态跳变到另一平衡态的转变过程,这一转变过程称为暂态过程。暂态过程期间,电路中的电流及电容,电感上的电压呈现出规律性的变化,称为暂态特性。 1.RC电路的暂态过程。 电路如图所示:

【实验结果与分析】 1.观测U c波形时:方波信号500Hz输出;分别取:第一组R=1000?,C=0.5uF,第二组R=500?,C=0.2uF; 用示波器观测波形后,我们在坐标纸上绘制了U、U c、U R 的 波形图,从图中可以看到:U、U R 、U c三者周期、相位均相同。且 U R =U-U c。U、U c都是呈指数型变化的,然而U比U c变化的缓一些。在阶跃电压的作用,U c是渐变接近新的平衡值,而不是跃变, 这是由于电筒C储能元件,在暂态过程中不能跃变。而U R 变化幅度 很大,理论上,U R 的峰值应该是是U的峰值的两倍,因为开关接1时,给电容正向充电时,R两端的电压为E,当反向电容放时,R两 端电压为-E,两者之差为2E,就是U R 的峰值。而事实上,我们看到 的波形图中U R 的峰值小于2U,这可能是由于: (1)电阻内部有损耗、欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻,并且其阻值随着振荡频率的升高而增大.故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和. (2)数字示波器记录的数据精确度有限造成误差。 (3)数字示波器系统存在内部系统误差。 (4)外界扰动信号会对示波器产生影响。 (5)电器元件使用时间过长,可能造成相应的参数有误差。 (6)电源电压不稳定. 2.测量RC串联电路的时间常数:我们取一个峰值处为t 1 ,取与其最 近的一个零点处为t 2,调节示波器将t 1 和t 2 时间段的波形放大到合适

串联谐振电路实验报告

串联谐振电路 学号: 1028401083 姓名:赵静怡 一、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 3、理解电路品质因数Q和通频带的物理意义及其测量方法 4、测量RLC串联谐振电路的频率特性曲线 5、深刻理解和掌握串联谐振的意义及作用 6、掌握电路板的焊接技术以及信号发生器、交流毫伏表等仪表 的使用 7、掌握Multisim软件中的Functionn Generator 、 Voltmeter 、Bode Plotter等仪表的使用以AC Analysis 等SPICE仿真分析方法 8、用Origin绘图软件绘图 二、实验原理 RLC串联电路如图2.6.1所示,改变电路参数L、C或电源频率时,都可以是电路发生谐振。 2.6.1 RLC谐振串联电路

1、谐振频率:f 0=LC π21 ,谐振频率仅与元件L 、C 的数值有关,而与电阻R 和激励电源的角频率w 无关 2、电路的品质因素Q 和通频带B 电路发生谐振是,电感上的电压(或电容上的电压)与激励电压之比称为电路的品质因素Q ,即C L R Q 1 = 定义回路电流下降到峰值在0.707时所对应的频率为截止频率,介于两截止频率间的频率范围为通带,即Q fo B = 3、谐振曲线 电路中电压与电流随频率变化的特性称频率特性,他们随频率变化的曲线称频率特性曲线,也称谐振曲线 4、实验仪器: (1) 计算机 (2) 通路电路板一块 (3) 低频信号发生器一台 (4) 交流毫伏表一台 (5) 双踪示波器一台 (6) 万用表一只 (7) 可变电阻 (8) 电阻、电感、电容若干(电阻100Ω,电感10mH 、4.7 mH ,电容100nF )

串联、并联电路计算题练习

串联电路计算题 1.如图所示,电阻R1=12欧。电键SA断开时,通过的电流为安;电键SA闭合时,电流表的示数为安。问:电源电压为多大电阻R2的阻值为多大 · 2.如图所示,滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,当滑片P在中点时,电流表读数为安,电压表读数为伏,求: ~ (1)电阻R1和电源电压 (2)滑动变阻器移到右端时,电流表和电压表的读数。 , " 3.如图所示,电源电压为12伏,保持不变。电阻R1=20欧,电键SA 闭合后,电流表示数为安。问:R1两端的电压多大电阻R2的阻值多大 ~ 4.如图所示,滑动变阻器的变阻范围为0~20欧,闭合电键,当 滑片在左端时,电压表、电流表的读数分别为12伏和安,求: |

(1)电源电压 (2)电阻R1的阻值 (3)当滑片移到右端时,电流表、电压表的读数。 【 5.如图所示,电源的电压U=6V恒定不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样。(1)滑片P在a点时,电压表的示数是多少(2)滑片P在a点时,电流表的示数是多少(3)滑片P在中点时,电压表的示数是多少 ~ 6.在如图所示的电路中,电源电压为12伏,电阻R1的阻值为 20欧,变阻器R2规格为“60Ω,2A”。当电键K闭合时,电流表 A的示数为安。(1)求电压表V1和V2的示数。(2)滑动变阻器 连入电路中的阻值。(3)电流表示数的最大值能到达多少(4) 电压表V2示数最大能达到多少伏 . ~ 7.在如图所示的电路中,电源电压为6伏且不变。电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”字样,两电表均为常用电表。闭合电键S,电流表示数为安。 求:(1)电压表的示数; ; (2)电阻R2连入电路的阻值; (3)若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,发现电压表和电流表中有一个已达满刻度,此时电压表和电流表的示数。 # R1 S : P V A ,

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