实验重点、难点:

1.掌握R,L,C交流阻抗表达方法

2.熟练搭接串联和并联谐振电路

3.掌握测量谐振曲线的方法

4.掌握谐振时R,L,C上电压,电流和相位的变化与关系

5.理解频带与Q值的关系

1.测量串联电路谐振曲线

(1)启动实验程序,进入实验窗口,如下图所示。

(串联电路谐振曲线场景图)

(2)调节示波器

打开示波器窗体。点击开关按钮,打开示波器电源。调节辉度旋钮、聚焦旋钮,并将校准信号接入示波器,分别对示波器CH1通道和CH2通道进行校准。

(示波器校准界面图)

(3)按照实验原理图进行线路连接

(串联电路连线图)

连线方法:

a.鼠标移动到仪器的接线柱上,按下鼠标左键不放。

b.移动鼠标到目标接线柱上

c.松开鼠标左键,即完成一条连线

(4)连好电路后,调节合适的R、L、C的值,根据公式计算电路发生谐振时对应的理论频率值

(串联电路仪器状态图)

(5)打开信号发生器的电源,调节信号发生器的频率,使信号发生器的输出频率逐渐靠近于计算出的理论值

,可在

附近多选几个点进行测量,而在远离

处则可测得稀一些,观测谐振曲线,并记录不同频率时电阻上对应的电压值。

(串联电路曲线图)

(6)最终信号发生器调节到电路实际发生谐振时的频率,示波器对应显示的波形如下,并记录下实际谐振频率值。

(串联电路谐振曲线图)

2.测量并联电路谐振曲线

(1)在实验内容栏中选择“并联电路的谐振曲线”,在弹出的提示框中选择“是”,进入测量并联电路的谐振曲线实验内容部分。

(2)调节示波器

打开示波器窗体。点击开关按钮,打开示波器电源。调节辉度旋钮、聚焦旋钮,并将校准信号接入示波器,分别对示波器CH1通道和CH2通道进行校准。

(示波器校准图)

(3)按照并联谐振实验原理图进行线路连接

(并联电路连线图)

(4)连好电路后,调节合适的R1、R2、L、C的值,根据公式计算电路发生谐振时对应的理论频率值

。调节信号发生器的频率,使信号发生器的输出频率逐渐靠近于计算出的理论值

,可在

附近多选几个点进行测量,而在远离

处则可测得稀一些,观测谐振曲线,并记录不同频率时电阻R2与电容箱两端上对应的电压值。

(并联电路曲线图)

(5)最终信号发生器调节到电路实际发生谐振时的频率,示波器对应显示的波形如下,并记录下实际谐振频率值。

(并联电路谐振曲线图)

3.利用RLC串联电路测介电常数

(1)在实验内容栏中选择“利用RLC串联电路测介电常数”,在弹出的提示框中选择“是”,进入测量并联电路的谐振曲线实验内容部分。

(2)调节示波器

打开示波器窗体。点击开关按钮,打开示波器电源。调节辉度旋钮、聚焦旋钮,并将校准信号接入示波器,分别对示波器CH1通道和CH2通道进行校准。

(示波器校准图)

(3)按照RLC串联电路测介电常数实验原理图进行线路连接

(RLC串联电路测介电常数连线图)

(4)调节R、L、C仪器,首先选择电介质为空气进行测量。

(RLC串联电路测介电常数调节仪器状态)

(5)调节信号发生器的频率,观测并记录电路谐振时示波器的波形以及信号发生器所对应的频率值。

(RLC串联电路测介电常数谐振曲线图)

(6)保持电阻箱R1和电感L值不变,选择“液体测量电极”中的电容介质为为任意一种液体(比如水)介质再次进行测量。

(选择液体介质图)

(7)重新调节信号发生器的频率,观测并记录电路谐振时示波器的波形以及信号发生器所对应的频率值。

(电路谐振时,示波器对应波形图)

(8)最终根据已知数据求出液体的介电常数以及相对介电常数。