电缆交流耐压试验设备厂家解析交流电路中的串联谐振试验原理

一、实验目的
1.了解串联电路的谐振现象及特征，测绘频率特性曲线；
2.品质因数对频率特性曲线的影响；
3.学习低频信号发生器和交流毫伏表的使用。
二、实验原理
    在图4-1所示的R-L-C串联的交流电路中，电路两端电压与其中的电流一般是不同相的。如果适当调节电路的参数或电源的频率，使它们同相位时，电路就发生谐振现象。因发生在R-L-C与电源串联电路中，所以称为串联谐振。
1、串联谐振的条件
     当X_L=X_C，即时,电源电压与电路中的电流同相位，电路发生串联谐振现象，X_L=X_C为串联谐振条件，且可得串联谐振频率为f₀称为谐振电路的固有频率。
2、串联谐振的特征 
(1)串联谐振时，由于X=0，有|Z|=R为最小值，电路呈纯电阻性，u与i同相位；
(2)在电源电压一定时，电路中电流在谐振时达到最大I=I₀=U/R ；
(3)因X_L=X_C，有u_L,u_C大小相等、相位相反，因此电源电压U=U_R。有时会出现U_L=U_C>>U，所以又称串联谐振为电压谐振，且二者的比值称品质因数，用Q表示，即

       
              图4-1  R-L-C串联电路                           图4-2  电流的频率特性曲线

3、频率特性
    在R-L-C串联电路中，当改变电源频率时，电路中的感抗、容抗、电路总阻抗、电流和各部分电压都将随频率变化而变化，如图4-2，4-3和4-4所示，从而呈现出不同的频率特性。详细原理请访问扬州拓普电气科技有限公司官网：www.yztpdq.com查询。

            图4-3   X_L、X_C和Z的频率特性曲线                 图4-4  U_L和U_C的频率特性曲线
三、实验内容与要求
    本实验中，由低频信号发生器提供有效值为20V、频率可调的正弦波信号。要求设计一个由低频信号发生器提供电源信号的R-L-C串联谐振电路，通过调节电源频率来观察串联谐振现象，并设计一个记录频率变化时各部分电压测量结果的实验数据表格。要求绘出电阻、电感和电容两端电压的频率特性曲线。 
    为合理选取频率，便于测试和作图，在谐振点附近的测试点选得密一些，离谐振点较远的测试点可选的稀疏些，这样可较快、较准确地测出完整的谐振曲线数据。测试的最低频率点为2kHz，最高频率点为7kHz，测试点不少于15点。
    信息来源：www.topdq.com 信息整理：拓普电气生技部