关于RLC串联电路与LC并联电路特性研究精选.doc

关于 RLC串联谐振电路与LC并联谐振电路 特性研究 摘要： 在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。Multisim软件仿真分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 RLC串联谐振电路Multisim软件仿真分析。。。8 LC并联谐振电路Multisim软件仿真分析。。。。9 实际实验各项实验数据。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 RLC串联谐振电路的各项实验数据。。。。。。。。。10 LC并联谐振电路的各项实验数据。。。。。。。。。。12 结 论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 一．实验目的 在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。Multisim软件从一般的 RLC串联谐振电路与LC并联谐振电路得到仿真分析结果并与实际实验的各项实验数据一起分析交流谐振的实验概况。 二．实验原理 1．RLC串联谐振电路的基本原理 　由电感L和电容C串联而组成的谐振电路称为串联谐振电路 在上图所示电路中，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两端的电压UO作为响应，当输入电压Ui的幅值维持不变时，在不同频率的信号激励下，测出U0之值。然后以f为横坐标，以U0/Ui为纵坐标(因为Ui不变，故也可直接以UO为纵坐标），绘出光滑的曲线，即为幅频特性曲线，亦称为谐振曲线在处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时XL=XC，电路呈纯阻性，电路阻抗的模最小，XL=XC是R，L，C串联电路发生谐振的条件。在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压Ui同相位。从理论上讲，此时Ui=UR=RO,UL=RC=QUi亦即电感电压等于电容电压，并且是电源电压的Q倍：式中的Q称为电路的晶质因数。根据公式Q=UL/Ui=UC/Ui测定，UC与UL分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压：另一个方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度f=f2-f1，再根据Q=f0/(f2-f1)求出Q值。式中，f0为谐振频率，f2和f1是失谐时，也就是输出电压的幅度下降到最大值的l/；历时的上、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。图Z1005为一LC并联谐振回路，其中R为线圈的损耗电阻。该回路的阻抗??????????该回路的谐振频率为??????f0＝ ????并联谐振回路的特点是，谐振时回路阻抗最大且为纯电阻，即Z0＝R0＝；谐振阻抗为感抗或容抗的Q倍，即Z0=Qω0L=Q ∕ω0C。式中 Q＝一般Q远大于1。????当电流一定时，电感或电容两端的电压最大，若偏离谐振频率，回路阻抗及电压将明显减小。????在谐振频率附近，ωL＞＞R，f+f0≈2f，式GS1007可整理成??????Z＝????回路电压 ????电压幅频特性：其表达式和特性曲线与串联回路相同。?? ??????????????? 三．Multisim软件仿真分析 1.RLC串联谐振电路仿真分析 运用Multisim软件设计出如上图的电路图，设置电源电压Ui=50伏特，电阻R=10千欧，电感L=100毫法，电容C=10皮法。由公式，Q=UL/Ui=UC/Ui测定，UC与UL分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压：另一个方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度f=f2-f1，再根据Q=f0/( f2-f1)求出Q值。f0=159.2KHZ。f1=166.9KHZ， f2=151.24KHZ。 运用波特计，分别获得f0的示数 仿真结果与理论结果基本一致。 2.LC并联谐振电路仿真分析 运用Multisim软件设计出如上图的电路图，设置电源电压