交流电路的谐振现象 教学目标 （1） 观察交流电路的谐振现象，了解串联谐振电路产生谐振的条件及特征； （2） 测量串联谐振电路的谐振曲线； （3） 掌握串联谐振电路品质因数Q 的测量方法及其物理意义。 教学重点 串联谐振电路谐振曲线的测量。 教学难点 串联谐振电路品质因数Q 的测量方法及其物理意义。 实验器材 标准电感，标准电容，电阻箱，功率信号发生器，数字万用表。 课时安排 共3 课时，理论讲解20 分钟，实验操作讲解10 分钟。 教学设计 一、 实验原理 我们知道，在交流电路中，电压和电流之间不仅有量值大小的关系，还有位相关系。那么，一个元件的特性，就要用阻抗以及其两端电压和其中电流之间的位相差两个参量来标志。 电阻元件，其阻抗就是它的电阻，电压和电流的位相一致。电容的阻抗与频率成反比，通常说，电容具有隔直流、通交流、高频短路的作用；电容上电压的位相落后于电流π /2。电感的阻抗与频率成正比，电感具有阻高频、通低频的作用；电感上的电压比电流超前π /2。 可以看出，电容和电感具有相反的性质，电阻介于两者之间。 当电容和电感两类元件同时出现在一个电路中时，会发生谐振现象，通常就把这种电路叫做谐振电路。谐振电路主要有串联谐振和并联谐振两种。 串联谐振电路 并联谐振电路 1、RLC 串联谐振电路 在 RLC 串联谐振电路中，若接入一个输出电压幅值一定、输出频率连续可调的正弦交流信号源，则电路中的许多参数都将随着信号源频率的变化而变化。 总阻抗22LC122Z =R +(Z - Z ) =R +(ω L -)ω C 回路电流2UUI==Z12R +(ω L -)ω C 信号源电压与电流之间的位相差111tantanLCRLUUCUR 在上面每个式子里都出现1LC这样一个式子。其来源就是电和电容上电压的位相差为 ，任何时刻它们的符号都恰好相反。串联谐振电路的所有特性的根源就在于此。 电路各参数随 的变化而变化。 22222001() ,12()() ,1,RCZRLRLCRLC当 很小时当 很大时 10010tan010LCRLC，当很小时，当很大时， 当角频率很小时，容抗大于感抗，整个电路呈电容性，总电压落后于电流；当角频率很大时，感抗大于容抗，整个电路呈电感性，总电压超前电流；当角频率取特定值，使容抗和感抗相互抵消，整个电路呈电阻性，电路总阻抗为最小值，而此时回路电流...
