RLC串联谐振电路的实验研究

谐振时，电感ωoL与容抗相等，电感上的电压UL与电容上的电压Uc大小相等，相位差180°。
在激励电源电压(有效值)不变的情况下，谐振回路中的电流I=Ui／R为最大值。
4．4 谐振电路的频率特性
串联回路响应电压与激励电源角频率之间的关系称为幅频特性。在Multisim 10仿真软件中可使用波特图仪或交流分析方法进行观察。
波特图仪法：双击“XBP1”波特图仪，幅频特性如图7所示，当fo约为lO kHz时输出电压为最大值。

交流分析法：选择“Simulate”菜单中的“Analysis”进入“AC Analysis”的交流分析，分析前进行相关设置。在“Frequency Par-ameters”选项卡中“Start frequency”设置为1 kHz，“Stop frequency”设置为100 kHz，如图8所示。在“Output”选项卡中，选择“V[5]”为输出点，如图9所示。单击“Simulate”开始仿真，交流仿真结果如图10所示。

4．5 品质因数Q
RLC串联回路中的L和C保持不变，改变R的大小，可以得出不同Q值时的幅频特性曲线。取R=1 Ω，R=10 Ω和R=100 Ω三种阻值分别观察品质因数Q。
双击电阻R1，在弹出的对话框中修改电阻的阻值为1 Ω，双击“XBP1”波特图仪，打开仿真开关，幅频特性如图11所示。

关闭仿真开关，修改R1电阻阻值为10 Ω，双击“XBP1”波特图仪，打开仿真开关，幅频特性如图7所示。关闭仿真开关，将R1电阻阻值为100 Ω，双击“XBP1”波特图仪，再打开仿真开关，幅频特性如图12所示。

显然，Q值越高，曲线越尖锐，电路的选择性越好，通频带也越窄。

5 结论
从Multisim 10仿真软件进行RLC串联谐振电路实验的结果来看，RLC串联谐振电路在发生谐振时，电感上的电压UL与电容上的电压Uc大小相等，相位相反。这时电路处于纯电阻状态，且阻抗最小，激励电源的电压与回路的响应电压同相位。谐振频率fo与回路中的电感L和电容C有关，与电阻R和激励电源无关。品质因数Q值反映了曲线的尖锐程度，电阻R的阻值直接影响Q值。
实验过程中，使用者可方便地选用元器件。通过虚拟仪器，免去了昂贵的仪表费用，并可以毫无风险地接触所有仪器，仿真软件多种分析方法提供了可靠的分析结果，这是现实中很难实现的。