- RLC串联电路谐振实验与理论 - 实验设置 - 信号发生器提供交流电压 - 频率:221777赫兹 - 电压:1伏 - 电路元件参数 - 电阻:514欧姆 - 电容:500皮法 - 电感:1.03毫亨 - 示波器通道与测量 - 第一通道:黄色线,电源电压 - 第二通道:蓝色线,电阻两端电压 - 第三通道:粉色线,电容两端电压 - 第四通道:绿色线,电感两端电压 - 实验现象与分析 - 电源电压与电阻电压同向 - 电容电压峰值与电感电压峰值相等但方向相反 - 电容与电感电压反向重合,总和为零 - 谐振定义与条件 - 定义 - 端口电压与电流同相位的现象 - 特定条件下发生的串联谐振 - 条件 - 等效阻抗的电抗为零 - 谐振角频率公式:ω0 = 1/√(LC) - 谐振频率公式:f0 = 1/(2π√(LC)) - 参数影响 - 谐振角频率仅与电路参数相关 - 改变电源角频率或元件值可实现谐振 - 谐振特点 - 电压与电流关系 - 输入阻抗为纯电阻,模最小 - 电流与电阻电压达到最大值 - 电感与电容电压关系 - 大小相等,方向相反,总电压为零 - 品质因数Q决定过电压现象 - 功率关系 - 有功功率:UIcosΦ,Φ=0时等于RI² - 无功功率:总和为零,电感与电容无功互相补偿 - 能量关系 - 电场能与磁场能周期性交换 - 总能量不随时间变化,品质因数越大总能量越大 - 实验计算验证 - 谐振频率:221777赫兹 - 品质因数:2.8143 - 电容与电感电压最大值:2.8143