三、实验仪器及设备
序号 1 2 3 4 5 6 名 称 可调直流稳压电源 直流数字电压表 直流数字毫安表 直流数字安培表 交流电压表 铁心互感线圈 型号与规格 0～10V 数量 备注 1 1 1 1 1 1只 四、实验内容与步骤 1.分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名湍 (1)直流法
实验线路如图6-3所示，先将开关置于“关”位置，在铁芯互感线圈原边加2V的直流电压。加上电压瞬间，若毫安表的指针正偏，则可断定“1”、“3”为同名端；指针反偏，则“1”、“4”为同名端。 (2)交流法
按图6-4接线，接通电源前，应首先检查“降压选择”是否置于“0V”，确认后方可接通交流电源，即令开关置于“开”位置，使降压选择置于“2V”，然后用0～30V量程的交流电压表测量U13，U12，U34，判定同名端。拆去2、4联线，并将2、32.自感系数M的测定
具有互感M的两只线圈串联，它的等效电感L’=L1+ L2+2M（正向串联）或
i1A11M3++N12UN24相接，重复上述步骤，判定同名端。 图 6-3 直流法接线图
V3L’’/=L1+ L2-2M（反向串联），（L1、L2分别
N1u1N2u2为线圈1与2的自感系数），由此可得： 用实验方法，可测量并计算出L/和L//， 从而可求出互感系数 M。 图 6-4 交流法接线图
M?L?L4///243.具有互感的两只线圈，在线圈1中通入固定频率的正弦电流I1，测量线圈2的开路电压U2，I1= U1/R，则因U2=ωM21I1。
反之，线圈2通以电流I2，测量线圈1的开路U1，I2= U2/R，则U1=ωM21I2
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?I如果这两次测量时，两个线圈位置的相对关系未变，则
2?M12?U2 M12=M21=M
五、实验注意事项
1.为避免互感线圈因被烧毁，在铁芯互感线圈次级加电压时，不要超过1V。 2.作交流实验前，首先要检查“降压选择”是否置于“0V”。 六、实验报告
1.总结对互感线圈同名端、互感系数的实验测试方法。 2.自拟测试数据表格，完成计算任务。 3.解释实验中观察到的互感现象。 4.心得体会及其他。
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实验七 串联谐振与频率特性
一、实验目的
1.学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。
2.加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。 二、实验原理
1.在图7-1所示的R、L、C串联电路中，当正弦交流信号源的频率 f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f而变。 取电阻R上的电压uo作为响应，当输入电压ui的幅值维持不变时， 在不同频率的信号激励下，测出UO之值，然后以f为横坐标，以UO/Ui为纵坐标（因Ui不变，故也可直接以UO为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，如图7-2所示。
LU0maxU0CU0maxui
Ruo2ff1Ff0Ff2 图7-1 RLC 串联电路 图 7-2 串联谐振曲线
2.在f＝f0＝
1处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频
2?LC率。此时XL＝Xc，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压ui同相位。从理论上讲，此时 Ui＝UR＝UO，UL＝Uc＝QUi，式中的Q 称为电路的品质因数。 3.电路品质因数Q值的两种测量方法
一是根据公式Q＝
ULUo?UCUo测定，UC与UL分别为谐振时电容器C和电
感线圈L上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f＝f2－
fOf1，再根据Q＝求出Q值。式中f0为谐振频率，f2和f1是失谐时， 亦
f2?f1
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即输出电压的幅度下降到最大值的1/2(＝0.707)倍时的上、下频率点。Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。
三、实验仪器及设备
序号 1 2 3 4 名 称 低频函数信号发生器 交流毫伏表 双踪示波器 频率计 型号与规格 0～600V 数量 1 1 1 1 备注 DG03 D83 自备 DG03 DG07 R=2.2KΩ，510Ω 5 谐振电路实验电路板 C=2200pF，6800pF， L=约30mH 四、实验内容与步骤
1.按图7-3组成监视、测量电路。先选用C1、R1。用交流毫伏表测电压， 用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压Ui=4VP-P，并保持不变。 C N2N1+ LuiiRuON1或N2 图 7-3 RLC串联谐振电路接线图
2.找出电路的谐振频率f0，其方法是，将毫伏表接在R(200Ω)两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变），当Uo的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f0，并测量UC与UL之值（注意及时更换毫伏表的量限）。
3.在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1KHz，依次各取8个测量点，逐点测出UO，UL，UC之值，记入数据表格。
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f(KHz) UO(V) UL(V) UC(V) Ui=4VP-P, C=0.01μF, R=510Ω, fo= , f2-f1= , Q= 4.将电阻改为R2，重复步骤2，3的测量过程 f(KHz) UO(V) UL(V) UC(V) Ui=4VP-P, C=0.01μF, R=1KΩ, fo= , f2-f1= ,Q= 1. 选C2，重复2～4。（自制表格）。 五、实验注意事项
1.测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。在变换频率测试前，应调整信号输出幅度（用示波器监视输出幅度），使其维持在3V。 2.测量Uc和UL数值前，应将毫伏表的量限改大， 而且在测量UL与UC时毫伏表的“＋”端应接C与L的公共点，其接地端应分别触及L和C的近地端N2和N1。
3.实验中，信号源的外壳应与毫伏表的外壳绝缘（不共地）。如能用浮地式交流毫伏表测量，则效果更佳。 六、预习思考题
1.根据实验线路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。
2.改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值？
3.如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些？
4.电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大， 如果信号源给出3V的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测UL和UC，应该选择用多大的量限？ 5.要提高R、L、C串联电路的品质因数，电路参数应如何改变？ 6.本实验在谐振时，对应的UL与UC是否相等？如有差异，原因何在？
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