实验2 RLC串联电路的频率特性1. 实验目的（1） 测量RLC串联电路电流响应的幅频特性2） 研究串联谐振现象及特点（3） 研究元件参数对电路频率特性的影响4） 熟悉测量仪器、仪表的使用方法2. 实验仪器和设备（1） 函数信号发生器（型号：AFG310）2） 数字存储示波器（型号：DS1062CA）3） 双路智能数字交流毫伏表（型号：YB2173F）4） 数字万用表（型号：FLUKE 17B）5） 九孔实验板，电容、电阻、电感线圈、实验导线等元件3. 预习内容（见预习报告）4. 实验内容实验2-1 RLC串联电路的幅频特性测量及相频特性测量（1）按上图接线电路参数：R=10Ω，C=1μF，使用实验室提供的电感，电感的直流电阻约为30Ω信号源、毫伏表和示波器接线的外皮线（黑色）为地，芯线（红色）为信号线示波器两个通道接线中的一个“地”接共地点，另一个悬空即可实验内容如下：1） 测量谐振曲线I（f）先测量并记录谐振状态下的电压UL、UC、UC-L和UR；然后再调整信号源频率（使函数信号源输出正弦波，并随时调节其输出电压，用毫伏表监测，保持信号源输出给电路的电压为2V不变），使其频率在f0左右一个范围变化。
测量各频率点相应的电压UR1） 使正弦信号源的频率等于核算值f0，电压U=2V左右2） 图2.2中，示波器Y1通道显示总电压u的波形，Y2通道显示uR的波形在核算值f0的基础上微调信号源频率，使Y1、Y2两波形同相，此时电路处于谐振状态或应用李萨如图形法来判断谐振是否发生谐振时信号源的频率即是谐振频率f0记录相应的UL、UC、UC-L和UR3） 改变信号源频率（注意保持电源电源U=2V不变），测量UR2） RLC串联电路相频特性的定性观察用示波器定性观察φ（f）的波形，记录结果RL/Ω30C/μF1R/Ω10L/mH96f0/Hz501.8∆f/Hz63.27U/V2f/HzUR/mVI/mAφui296.7558.705.87<0346.7584.608.46<0396.75129.0012.90<0416.75161.0016.10<0436.75210.0021.00<0446.75244.0024.40<0456.75288.0028.80<0466.75346.0034.60<0476.75421.0042.10<0481.75464.0046.40<0486.75505.0050.50<0491.75542.0054.20<0496.75569.0056.90<0501.75575.0057.500506.75566.0056.60>0511.75543.0054.30>0516.75509.0050.90>0521.75472.0047.20>0526.75435.0043.50>0536.75370.0037.00>0546.75317.0031.70>0556.75276.0027.60>0566.75244.0024.40>0586.75197.0019.70>0606.75165.0016.50>0656.75118.0011.80>0706.7595.009.50>0UC/V17.8UL/V17.7UC-L/V1.46UR/V0.575实验2-2 RLC串联电路的幅频特性测量及相频特性的观察（2）更换外接电阻，使R=30Ω，其他参数如实验2-1。
重复实验2-1的实验过程RL/Ω30C/μF1R/Ω30L/mH96f0/Hz502.8∆f/Hz95.29U/V2f/HzUR/mVI/mAφui297.75173.005.77<0347.75248.008.27<0397.75381.0012.70<0417.75467.0015.57<0437.75587.0019.57<0447.75663.0022.10<0457.75752.0025.07<0467.75854.0028.47<0477.75970.0032.33<0482.751020.0034.00<0487.751060.0035.33<0492.751090.0036.33<0497.751110.0037.00<0502.751120.0037.330507.751110.0037.00>0512.751090.0036.33>0517.751060.0035.33>0522.751020.0034.00>0527.75980.0032.67>0537.75876.0029.20>0547.75790.0026.33>0557.75715.0023.83>0567.75650.0021.67>0587.75545.0018.17>0607.75468.0015.60>0657.75344.0011.47>0707.75274.009.13>0UC/V11.3UL/V11.3UC-L/V0.905UR/V1.12实验2-3 RLC串联电路的幅频特性测量（2）更换电容C=0.5μF，其他参数如实验2-1。
重新测量谐振频率f0以及谐振状态下的UL、UC和UR（保持U=2V不变）RL/Ω30C/μF0.5R/Ω10L/mH96f0/Hz663.1∆f/Hz31.76U/V2UC/V21.1UL/V20.8UC-L/V1.5UR/V0.5215. 总结要求（1） 在同一坐标上面画出实验2-1和实验2-2的I（f）曲线，比较两者之间的异同点答：两者的变化趋势相似，都是先增大后减小，且比较对称，不过两者峰值大小不同，峰值点的横坐标有细微差别2） 已知实验中使用的1μF电容的精确值为C=1.0481μF，根据测量结果计算实验中所使用的电感值答：根据公式,由实验1的数据可得L=95.998mH,由实验2的数据可得L=95.617mH（3） 总结RLC串联电路发生谐振时所具有的特点，并结合本实验结果说明UC-L为什么不等于0根据实验结果估算电感谐振时的电阻，研究电感谐振时的电阻为什么不等于直流电阻答：UC-L不等于0是因为电感线圈存在电阻实验1中电感谐振时的电阻为307.8Ω，实验2中电感谐振时的电阻为302.7Ω，实验3中电感谐振时的电阻为399.2Ω不等于直流电阻的原因是当交流电通过电感线圈时，电感线圈将产生感抗，感抗和阻抗（直流电阻）共同组成了电感线圈的总电阻，故线圈的电阻不等于直流电阻。
4） 以实验为依据，从谐振频率f0、品质因数Q、通频带宽度∆f等方面说明元件参数对电路频率特性的影响答：A. 根据实验1与实验3，其他元件相同的情况下，电容越小，谐振频率越大B. 根据实验1与实验2，其他元件相同的情况下，电阻越大，品质因数越小C. 根据实验1与实验3，其他元件相同的情况下，电容越小，品质因数越大D. 根据实验1与实验2，其他元件相同的情况下，电阻越大，通频带宽度越大E. 根据实验1与实验3，其他元件相同的情况下，电容越小，通频带宽度越小。