rlc串联谐振电路仿真谐振时，为什么Ul和Uc比Uo大

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RLC串联谐振电路考试题及答案
RLC串联谐振电路考试题及答案,谐振电路RLC串联谐振电路
一、知识要求：
理解RLC串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。
二、知识提要：
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串联谐振。
（1）、串联谐振的条件：UL?UC即XL?XC
11得：???CLC（2）、谐振角频率与频率：由 1谐振频率f0?2?LC?L?
（3）、谐振时的相量图：
（4）、串联谐振电路的特点：
①.电路阻抗最小：Z=R
②、电路中电流电大：I0=U/R
③、总电压与总电流同相位，电路呈阻性
④、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q倍，。即：UL=UC=I0XL=I0XC=XUXL=LU=QU
式中：Q叫做电路的品质因数，其值为：
Q?XLXC2?f0L1???＞＞1(由于一般串联谐振电路中的R很小，所以Q值RRR2?f0CR
总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q倍的高电压，又因为UL=UC，所以串联谐振又叫电压谐振。)
（5）、串联谐振电路的应用：
适用于信号源内阻较低的交流电路。常被用来做选频电路。
三、例题解析：
1、在RLC串联回路中，电源电压为5mV，试求回路谐振时的频率、谐振时元件L和C上的电压以及回路的品质因数。
解：RLC串联回路的谐振频率为
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RLC串联电路谐振特性的研究
RLC串联谐振电路是在无线电接收设备中用来选择接收信号和在电子技术中用来获取高频高压的一种常用电路。本实验通过测试RLC串联电路的谐振曲线，从实践中认识RLC串联电路的谐振特性。
【实验目的】
一、通过实验认识RLC串联电路的谐振特性。
二、学会测量RLC串联电路谐振曲线的方法。
三、了解RLC串联谐振电路的主要用途。
【实验仪器】
信号发生器、交直流电阻器、标准电感（0.1H）、十进位电容箱、毫伏电压表（高频）、琴键开关。
【实验原理】
对于一个如图1所示的RLC串联电路，当外加交流电压（又称激励电压）的角频率为ω时，各元件上的复阻抗分别为
则整个串联电路的总阻抗为：
图1 RLC串联电路
图2 串联谐振回路中阻抗随频变化的曲线
上式中，为电路阻抗，。
为总电压超前电流的相位差角，
于是串联电路中的复电流I为：
上式中I为复电流的幅值
为复电流的相角。当的位相为0时，
由式（1）、（2）、（3）、（4）可见，Z、I和均为ω的函数。它们随ω变化的情况如图2、图3、图4所示。
图3 1-f曲线
当电流为极大时、表明回路处于谐振状态。由图3可知回路处于谐振状态时的频率为，称为谐振频率。
由图2可见回路处于谐振状态时
这说明当回路处于谐振状态时，总阻抗的电抗部分为零，总阻抗呈纯电阻并具有极小幅值，所以电流幅值I具有极大值Im,且相角为零（即与电压同相位）。
由⑥式可得RLC串联电路的谐振频率
又称该电路的固有振荡频率。当外加激励电压的频率时，该电路即进入振荡状态，这就是使RLC串联电路进入谐振状态的充分必要条件。
应用交流“欧姆定律”，RLC串联电路各元件上的电压幅值为：
比较③式和⑧式可知，UR随变化的曲线，其形状应与图3相似。UL、UC随变化的曲线如图5所示。谐振时
Q称为“品质因数”，它只与电路本身元件RLC的参数有关。
以上结果表明：谐振时，电阻R上的电压与外加电压相等，L上的电压与C上的电压相等（相位差为180°），且为激励电压的Q倍。对于一般实用的串联谐振电路，R很小且常用L的电阻（即电感线圈导线内阻）代替，Q值很高，从几十到上千，谐振时电感和电容上的电压很高。如回旋加速器的加速极就是这样一个电路，Q值很高，就是用其谐振电压对粒子进行加速。
此外，值得提出的是，无论UL还是UC，它们的极大值（比谐振时的略高）都不出现在谐振点，而是分别出现在图5中谐振点两侧附近的和处。和的值可分别由（9）和（10）式右边部分对的导函数为零求得，其结果为：
在L、C一定的情形下，当R越小，串联电路的Q值就越大，I、UL和UC的谐振曲线越尖锐，如图6所示。通常规定与0.707Im对应的两个频率和之差为“通频带宽度”（如图7所示）。根据这一定义，由（3）式可以求得：
由此可见，Q值越大，通频带Δ越小，谐振曲线越尖锐，电路的选择性越好。
改写（19）
上式为测量一个振荡回路品质因数Q的实验原理。
归纳起来，RLC串联电路谐振特性如下：
1.回路电流最大。即I0=Im。
2.电路阻抗最小，为纯电阻。
3.电路中电感上的电压UL与电容上的电压UC相等（相位相差180°），且是激励电压U的Q倍。即UL=UC=QU。
4.电路对激励电压具有选择性。
谐振频率：
【实验内容与实验方法】
本实验的内容为，测量出L=0.1H，谐振频率=1000Hz、品质因素Q=2的RLC串联电路的谐振曲线（I-曲线和UL、UC-曲线）。从实验中认识RLC串联电路的谐振特性。
谐振曲线测试方法：
1.计算电路参数：
2.按图8接线。校准高频mV表的机械零点后通电预热。
实验接线图（虚线范围内为一个装有琴键开关的接线盒）
3.置R=314.2Ω、C=0.2533μf。
4.开启信号发生器电源，调整信号（正弦）频率和幅度，在保持各频率点的输出电压为0.9V的情况下，从=1000Hz开始测量出表1中各频率点的UR、UL、UC。
【实验数据处理】
按表1记录和处理数据。
测试RLC串联电路谐振曲线数据记录及处理
2.用坐标纸按表1数据作出I-曲线和UL、UC-曲线
【思考题】
1.从物理意义出发说明RLC串联电路谐振时UL和UC高于激励电压的原因。
2.写出测量一个谐振回路品质因数Q的方法。扫二维码下载作业帮
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在RLC串联电路中,谐振时Uc与Ul是否相等,为什么?
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串联谐振在rlc串联谐振电路的研究对应的ul与uc是否相等 电容与电感的容抗和感抗相等时,电路才能谐振.由于容抗感抗相等,所以在串联电路中相互抵消,就只剩阻抗了,这时电流最大,也就是I=U/R,就是串联电路的电流.容抗的电压和感抗的电压由此电流乘以容抗和感抗.所以Ul和Uc多大与电阻没什么直接关系,就是由电源电压和电阻决定电流.如果处于谐振状态它们一定相等的
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不相等，因为谐振时，总电路等效为一纯电阻会产生分压！
相等。谐振时感抗等于容抗，串联电路电流相等，故相等。
我也在做这题。。
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