老师您好，我想问一下通过U2/U1来代替I/I0的这个算法有没有忽略电感与电容的电阻？ — 沈嘉昊 2015/01/08 01:11

I/I0的算法是什么？U2/U1这种方法和保持U1不变的方法都不能忽略电感上的电阻，电容有电阻吗？ — 高渊 2015/01/08 13:39

老师，请问重做实验是不是要跟做该实验时的老师联系，还是直接做了跟老师说，还有周二的实验室是开放的吗？要事先跟老师说吗？谢谢老师—金莉蓉 2014／12／1

重做不向原先的老师打招呼也没关系，但是因此报告要推迟上交那么建议要联系一下老师告知原因；周二下午1点到3点实验室开放的，开学绪论课上就通知过啊。 — 高渊 2014/12/16 13:01

老师你好，实验时我粗测是f0=1700Hz，就在1500到1900之间缩小了取点间隔，可是实验完绘图时发现f0=1620左右，导致取点不均匀，f0左侧取点稀疏，而右侧较多，想问一下这是怎么回事，需要重新实验吗？—／／宋娟

粗测本就只能作为参考，最终结果以作图取得为准，而且你只是在1500~1900之间缩小间隔，测量范围还要更大，应该不会导致整个曲线左右取点不均匀啊，建议你先写完报告，是否需要重做可以找上课老师征求一下意见，让他看了再说。 — 高渊 2014/12/16 11:23

老师您好，我想问一下如果在计算R时采用了R/U1=R外/U2，那么将R代入Q'计算，是否排除了电感存在直流电阻的误差？ — 沈嘉昊 2014/12/08 10:26

算法正确，不过这不叫排除电感存在电阻的误差，这应该叫把回路中的总电阻（包括电感电阻）都给算出来。 — 高渊 2014/12/08 11:09

老师你好，计算Q值得公式中的R值是不是可以直接用谐振时的U1/I0?而且直接从图上读出半功率点会不会误差很大？谢谢！！ 陈运灿 2014/10/21 21:04

是，如果你知道怎么求I0；读图得到半功率点误差受很多因素影响，大小只能说不确定。 — 高渊 2014/10/22 13:18

老师您好，我看了其他人问的问题，还是没懂，为什么计算Q'时不要计算内阻，材料上说是储存能量与消耗能量之比2π倍?消耗能量不用算内阻吗？

程同学，建议下次提问之后，按一下编辑窗口上面一排功能按钮的倒数第二个“签名”。
问题的关键是：Q和Q'的定义中，指的是哪部分电路，包含哪些元件？如外接电阻，只是为了测量需要，不是LC振荡电路自带的。信号源内阻也是类似的情形。 — 乐永康 2014/10/20 23:05

老师您好，我想问一下，如果在计算过程中已经考虑了电源内阻影响，带入计算的是总电阻而不是R外，但得到的Q'依然与理论值不等，请问除了电阻因素外，还有什么因素需要考虑？ — 马添翼 2014/10/18 08:47

首先，损耗电阻计算方式正确的话压根就不用去考虑信号源内阻，计算总电阻所用的U1、U2都不包含信号源内阻上的分压；Q'是测量电压U1、U2然后根据已知R外一起计算得到的结果，可以把它当成是接近于理论值或者说参考值的一个量，Q是通过实验并且作图拟合得到的结果，这两种方法得到的结果当然会不同，至于这中间包含了哪些因素，还是希望同学们自己思考分析，我也不一定能一一列举全面。 — 高渊 2014/10/20 17:24

老师您好，我想问一下R损为什么不包括信号发生器内阻？

R损是指串联谐振电路中的损耗电阻，一般就是电感的损耗电阻（忽略导线的电阻吧）；信号发生器的内阻（一般就是指本实验所用信号发生器输出端串联的一个50Ω保护电阻，那玩意儿当然是串联在信号发生器内部）会分压（Ir），剩下的电压都输出到谐振电路两端了，那就是U1，所以用U1计算R损不用考虑信号发生器的内阻。 — 高渊 2014/10/14 18:18

那么是不是用方法二没有保持U1不变，就要考虑内阻了？

没有保持不变那还是U1啊，仍旧是谐振电路两端的电压，R损仍旧是串联谐振电路中的损耗电阻，考虑信号源内阻干嘛？ — 高渊 2014/10/20 17:24

老师您好，我想问一下R损应该怎么计算？我用的是方法一，如果用U1直接除以电流得到外电路总阻值会得到Q'＜Q，我看之前的讨论都说Q'应该＞Q，是不是这样的计算方法不对？正确的计算方法应该是什么？ — 陈奥 2014/10/12 13:50

老师您好，我也有同样的问题。用了和上面那位同学一样的方法计算，自认为得出的U1/I=R总=R外+R损,最终也得到Q'略小于Q.此外，结合了往届的讨论和自己的实验结果，发现Q'小于Q的原因也是多样的，可能是作图后取点的误差，也可能是实验测量时的误差。我在作图后得出的f0点稍大于计算得出的f0'点，或许有可能是这个原因导致Q>Q'？ — 施亭 2014/10/12 18:45

“Q'应该＞Q”是指没有计入损耗电阻的情况，而你的算法没有问题，在计算上已经包括了电路中的损耗电阻，因此这个时候Q'和Q的大小关系就不确定了，就像施亭同学说的原因的多样化，大小关系也会呈现多样化，作图导致导致Q>Q'是完全可能的。 — 高渊 2014/10/13 12:02

老师，您好，请问在计算Q值时公式中的R外包不包括信号发生器的内阻？在实际实验的计算中，我是用U1/R外=U2/R来计算出R外的，用这种方式算出来的R外应该就只包括了R+R损。—刘旭峰 2014/6/18 13:03

教材中的R外不包括信号发生器内阻。 — 高渊 2014/06/18 13:11

老师您好！请问在采用方法二时如何确定半功率点？也是简单地将U2/U1除以√2么？

半功率点绝对是用方法一才可以比较快速的判断得到。 — 高渊 2014/05/05 13:59

有老师反对我这个观点，好吧，rosezhou同学提到的方法二也是可以确定半功率点的，即将U2/U1除以√2，然后调节频率计算U2/U1使其符合计算值的时候，也可以找到半功率点。 — 高渊 2014/05/07 13:55

老师，请问电阻箱的读数为10欧，小数点后还需要添加位数吗？比如写成10.00？ — 13307110529赵婷婷 2014/04/30 19:53

在记录数据的时候，可以写到电阻箱所有档位上的读数——但这只是记录，还不是规范的数据。对本实验中的采样电阻，回去数据处理时，该根据电阻箱不同档位的不确定，计算所设电阻的不确定度，然后决定电阻值的有效位数；对电桥等实验，调节电阻阻值的有效位数还得考虑调节精度！ — 乐永康 2014/05/01 15:33

老师您好，请问绘制函数曲线可否用作图软件Origin进行？ — 陈伟嘉 2014/04/02 14:28

《基础物理实验》课上，我们要求同学联系在作图纸上画图，是希望同学能对照书上的作图要求，来学习和练习，掌握科学作图的基本规范和要求。若不了解作图要求，用电脑软件画出来的图可能很不规范。 — 乐永康 2014/05/01 15:33

老师您好，我在进行实验的选做部分的时候发现了以下现象：（实验条件：Vpp=1V；L=10mH；C=1μF；R外=9999Ω；U1为路端电压；U2为R外两端电压；实验过程：初始频率f=1kHz，然后每次增加1kHz；实验日期：2014.3.26）
　　1-10kHz，U1与U2几乎相等，且示数无明显变化；
　　11-76kHz，U1示数不变，U2单调非线性增加，并出现U₂>U₁（检查连线无误，读数无误）；
　　77kHz，U2示数达到极大值；
　　78-351kHz，U2示数非线性减小，U1示数仍不变；
　　352kHz，U2示数达到极小值；
　　353kHz-1300kHz，U1示数仍不变，U2示数再次非线性增加，但始终保持U1>U2；
　　1301-1350kHz，U1示数仍不变，U2示数稳定在极大值；
　　1351kHz-2200kHz，U2示数不变，U1示数非线性减小，始终保持U1>U2；
　　2200-20000kHz（信号发生器最大频率），U1与U2示数一同非线性减小，始终保持U1>U2；
　　在9号与12号实验台上均以相同条件实验，出现相同现象，检查连线无误，读数无误。若将R外减少至2000Ω左右，则无U2>U1现象出现，但整体变化规律，及极值出现频率仍不变.
Q：请问老师，为什么会出现U₂>U₁的现象，并且R外越高现象越明显？为什么U2示数会出现多次波动，且呈现非线性关系？谢谢老师。 — 徐涣霖 2014/03/27 16:41

徐涣霖同学，对这个实验电路进行软件模拟，得到的结果与你看到的结果不一致，具体请参看电路模拟。由于你改变的频率范围很大，首先得确认双指针交流电压表显示的结果是可靠的，可以考虑用数字示波器来检验。 — 乐永康 2014/03/28 00:03

我把实验中所用电压表的技术参数页扫描了一下放在上面DF2170型双指针交流电压表中，该表测量电压范围是5Hz∼2MHz，U2的异常或许是超测量范围造成的。 — 高渊 2014/03/28 10:08

该说明书中给出的是1kHz时的输入阻抗与输入电容，在其他频率时，这两个参数是否还准确，是个大问题。另一方面，我很怀疑该设备的频率响应范围可以到2MHz！因为数字示波器的频率响应一般都在50MHz以上，先用用数字示波器检验一下，应该可以得到一些启发，甚至找到问题所在。最简单的做法是：将数字示波器和双指针交流电压表同时接到信号发生器的输出上，在不同频段，检查两者的测量结果是否一致。总体上说：没有高频线路经验的人在测量MHz以上频率下的电路特性时，遇到无法理解的现象是可能性非常大的事情。 — 乐永康 2014/03/28 10:23

谢谢两位老师的回答，高频电路的现象异常应该是由于设备异常所造成的。但是为什么在77kHz的条件下会出现U₂>U₁的现象呢，77kHz并不是很高的频率，两个设备都应该可以正常支持的吧，为什么会出现负载电压大于路端电压的现象呢？ — 徐涣霖 2014/03/28 17:07

这里的频率也不算高频啦~对于这个实验结果，可以用数字示波器替代电压表来测量，看看结果是否和之前的一样，如果还是有上述现象的话，我们再在这里继续讨论吧~~~ — 沈金辉 2014/03/28 18:35

我用数字示波器的确也观测到了上面同学描述的现象，在信号源频率为50KHz时，外接电阻两端电压出现极大值，测量结果如下：信号源端电压1.00V，电阻（9k欧）两端电压1.16V，为了简化问题，电路中没有再加入电容。该现象可多次重复。具体原因不详，还请各位继续讨论分析。 — 原媛 2014/03/29 15:42

新的仿真图已经放上去了。 — 沈金辉 2014/03/29 16:29

这次探究结果：BNC导线的寄生电容达到100pF;判断交流电路的通、断须特别小心；电路仿真很方便，也很有效！但要准确知道各元件的参数，不容易。 — 乐永康 2014/03/30 09:31

我的想法是：电感或电容是储能元件，储能与输出频率功率有关。在高频电路中，会不会在某个恰当的频率时电感和电容充当了电源供能的作用？但是这样似乎又违反了能量守恒定律，难道这个频率时，电感或电容储存了外界的电磁波能量所以使整个电路的能量增加了？？（脑洞好像有点大……） — 徐涣霖 2014/03/31 17:45

如果电感没有损耗电阻，在谐振频率时，电容和电感之间“流”的电流只表示这两个元器件之间存储的能量大小，这个能量没有被消耗掉。这个电流和外电路上的电流不同，也因此，会出现电容或电感上的压降大于外电路的压降。这样的状态不违背能量守恒定律：储存的能量来自于达到稳态之前电源的能量供给。 — 乐永康 2014/03/31 22:36

两个电压的量程档一样吗？这个也得考虑一下。 — 高渊 2014/04/01 16:19

量程、包括接线和读数均多次确认无误。乐老师的说法有道理，可以解释U₂>U₁的现象。但是如果这个性质出现在谐振时，那么就应该只有一个极大值，但实际上却是有多个峰值，并且无法解释为什么这个现象必须在高阻下才能出现，且阻值越高现象越明显，如果按照这个解释应该是低阻下才成立啊？ — 徐涣霖 2014/04/01 21:30

由于实验中在不同位置有多个电容，而且电容值有量级上的差别，因此表现为不同频段“多个共振峰”，实际上，在不同共振频率时，电路中各个元件的“角色”不同（也就是不同形式的LC共振电路）；U₂>U₁只出现在高阻条件下，那是因为，此时这个电阻不是串联在LC回路上的损耗电阻，而是并联在100pf电容两端的损耗电阻，因此，你可以预期，此电阻越大，谐振曲线的Q值也越大，实际确实如此，你想让U₂>U₁更夸张，只需将9999欧姆的电阻去掉：这时，双踪交流电压表的输入电阻（兆欧姆量级）与导线上的100pf并联，Q值更大。若是用数字示波器重复此实验，你会发现，在交流耦合模式下，谐振频率与直流耦合时不同。 — 乐永康 2014/04/01 22:41

老师您好，我对计算过程中的R有一点疑问，显然它不是R外，而应该是总电阻（更准确的说应该是总阻抗？），但是不同的频率下外电路的阻抗是不同的，如果我以谐振频率时的U2、U1计算Q'，得到的比Q大很多，如果我以f1或者f2时U2\U1计算R再计算Q'，得到的比Q略小，根据定义，Q应该是与f无关的，我究竟应该取什么频率下的R带入公式（6）呢？ — 万一木 2014/03/21 21:30

计算过程中的Q取实际的总纯阻抗，不包含容抗和感抗，理论上应该一样，但实际上总会有各种因素影响，所以一般取谐振频率下的电压值来计算Q'。 — 高渊 2014/03/24 14:11

老师您好，请问这个实验要不要算不确定度？如果要算的话，从曲线上读出的数据的不确定度应该怎么确定？电感和电容的值是算作确定值吗？ — 柴啸 2014/03/13 00:16

本实验不要求计算不确定度；如果你特别想算，图上读数按照估读方式计算测量不确定度；电容电感的数值可以当做准确值，当然实际上总会有不确定度的。 — 高渊 2014/03/13 01:09

老师您好，请问这个实验只要用讲义上的方法二进行测量吗？那么方法一的表格要不要画呢？ — 郭伟军 2014/03/09 14:49

一般是两种方法二选一；没提供现成表格，到了课堂上根据老师讲解，再自行设计表格。 — 高渊 2014/03/09 15:54