實驗 RLC串聯共振
目的 觀察 RLC串聯線路的共振現象。 了解共振線路中各元件之電壓降及相互間之相位 了解共振線路之品質因數Q及半功率頻寬Bh與 共振頻率f0間之關係。 RLC 串聯電路的共振現象可應用在偵測無線電及電視訊號
原理 電阻是一個物體對於電流通過的阻礙能力, 以方程式定義為 R=V/I 此實驗使用無感電阻(線電阻non-inductive resistor) 82Ω兩個並聯成41Ω使用,誤差1%。
原理 電容:平行板電容器是一種簡單的電容器,是由互相平行、 以空間或電介質隔離的兩片薄板導體構成。假設這兩片導 板分別載有負電荷與正電荷,所載有的電荷量分別為 -Q、 +Q ,兩片導板之間的電勢差為V ,則這電容器的電容C 為 C=Q/V。 此實驗使用雲母疊層電容(stacked mica capacitor等效電 路中的並聯洩漏電阻leakage resistance近於109Ω,串聯 電感近於0,故近似於線電容),將0.033μF及0.020μF 兩個串聯成為0.0125μF使用,誤差1%。
原理 電感:是閉合迴路的一種屬性,即當通過閉合迴路的電流 改變時,會出現電動勢來抵抗電流的改變。 此實驗線繞式(wirewound)、空氣蕊電感(air-core inductor),(等效電路中的並聯電容近似於0,但串聯 電阻r不可忽視),因電感量與電阻二者的計算均不容易, 故由實驗中直接測量。
原理(補充) 阻抗複數示:阻抗衡量流動於電路的交流電所遇到的阻礙。 阻抗將電阻的概念加以延伸至交流電路領域,不僅描述電 壓與電流的相對振幅,也描述其相對相位。 電容器兩端的電壓滯後於通過電容器的電流,兩者之間的相位差為90o ;電感器兩端的電壓超前於通過電感器的電流,兩者之間的相位差為-90o 。由於電壓與電流的振幅相等,阻抗的的大小為1。
原理 交流阻抗 電路中之電流 當信號 之角頻率為ω0時,電路中的電流 ,振幅為最大, 即稱此電路達到〝共振狀態〞。則 此時電路之共振頻率 L R C
原理 非共振狀態下線路之功率損耗P 當 時,半功率頻帶寬度 當 時,半功率頻帶寬度 也可由對應於兩個 電壓點之頻率f1與f2求出半功率頻帶寬 Bh=f2-f1 (圖二) 圖二
儀器 電感 電阻 電容 B2 (不接) R1 R2 B1 示波器 訊號產生器 CH1觀測電容 CH2觀測輸入訊號