《实验十七 RLC电路的谐振现象 实验报告__北大物理学院普物实验报告[规整]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验十七 RLC电路的谐振现象 实验报告__北大物理学院普物实验报告[规整]（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、报告汇编Compilation of reports20XX报告文档借鉴学习实验十七 RLC电路的谐振现象 实验报告一、 数据处理1. 谐振状态下的测量结果在 C=0.05F, L=0.1H, rl=18, R=100 条件下，谐振状态时，测得谐振频率f0=2.2502kHz，电路两端总电压有效值U总=0.6432V，电阻两端电压有效值UR=0.4998V，电容两端电压有效值Uc=6.973V.故计算可得电路的等效总电阻R=U总URR=128.69,第一种Q值：Q1=10RC=10.992，第二种Q值：Q2=UcU总=10.902.2. 相频特性曲线的测量结果将测量结果列表如下：f(kHz)1
2、.7561.9602.0832.1922.2232.250t(s)-125.5-102.0-78.0-40.0-19.00.0()-79.34-71.97-58.5-31.6-15.20.0f(kHz)2.2782.3112.3562.4362.5892.907t(s)18.037.054.068.078.078.0()14.730.745.859.672.781.6用matlab做出相频特性曲线图如图1所示：图 13. 相频特性的测量结果将测量结果列表如下：f(kHz)1.7561.8581.9602.0222.0832.117UR(V)0.138960.178660.243250.3047
3、90.39670.4666i(mA)1.38961.78662.43253.04793.9674.666f(kHz)2.1502.1922.2082.2232.2502.265UR(V)0.55260.67850.72010.75550.77950.7691i(mA)5.5266.7857.2017.5557.7957.691f(kHz)2.2782.2932.3112.3332.3562.396UR(V)0.74880.71790.66820.60600.54420.4533 f(mA)7.4887.1796.6826.0605.4424.533 f(kHz)2.4362.4612.5892
4、.5982.907UR(V)0.38460.35040.238020.232860.13401i(mA)3.8463.5042.38022.32861.3401用matlab做出相频特性曲线图如图2所示：图 2下面计算第三种Q值：imax=7.795mA,i*=imax2=5.512mA,则可在图2中读出对应点频率f1=2.149kHz, f2=2.353kHz,f=f2-f1=0.204kHz.Q3=f0f=2.250kHz0.204kHz=11.029二、 思考题(1) Q值会改变。因为直接测得R=100时等效总电阻R=128.96，我们简单起见假设其余一部分由电感及交流损耗构成的电阻不改
5、变，取此时的R=528.96，则有Q=10RC=2.6798. 而谐振频率f0不变。相应的通频带宽度变宽为f=f0Q=0.8397.(2) 测量原理：此处Q表所测为串联电路的品质因数，但因为电容器及电压表损耗非常小，可以认为此处测出的即是样品的Q。测量时可以利用电压表Vc来指示谐振，当Uc为最大值时电路即达谐振。而Q可以根据公式Q=ucu进行计算。 测量步骤：第一步，连接电路后，先调谐振，在保持V读数u不变的情况下，利用Vc指示，当uc达到最大时，即达谐振。第二步，进行测量，读出u及Uuc，并利用前述公式计算出Q2。 由f0=12LC 可得L=2.13103H, 而Q=ucu=1.00102,
6、 则有Rr=1Q0C=8.04. 三、 分析与讨论1. 曲线的主要特征：串联相频特性曲线：由-90变至90，且两侧的斜率较小，中间的斜率较大。直观地看，当f很小时，整个电路呈电容性，故为-90，而f很大时，整个电路呈电阻性，故为90。而在左侧曲线延伸至f=0处，右侧可延长至无穷远处，故可以想象，曲线两侧变化应该比较平缓，而中间相对斜率更大一些。串联幅频特性曲线：曲线是左右对称的，且有一峰值。仍可取极限情况来考虑，当频率很低时，电路由于电容的存在而不通，当频率很高时，电路由于电感的存在而不通。故两侧应为0，中间出现峰值，出现峰值时，整个电路呈电阻性，而容抗和感抗相互抵消。从曲线的对称性看出，电感
7、和电容对频率的影响是二者共同作用导致的，即在感性的一侧和在容性的一侧不会因为电感和电容的具体取值变化而引起不对称。2. Q值的讨论：比较测出的三种Q值，发现Q1和Q3较为接近，而Q2偏小。误差的原因是因为电压表的内阻不够大引起的。当电表与电阻并联时，由于容抗非常的大，电表不再可以认为对电路无影响，而应该认为电表电阻与电容进行并联，引起电容两端电压减小，使Q2偏小。其实定量的讨论还是应该建立在算出不确定度的基础上，否则显得缺乏依据，无法断言这一定不是测量误差引起的。这个结论还是因为老师上课讲了，所以我才敢如此确定的写在这里。另外关于这一点的验证也十分巧妙，可以再用一个电压表进行并联，即同时用两个电压表进行测量，这时候测出的Q2又相应地减小了，故可以验证猜想。word可编辑实用文档
