电路分析基础第九章.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电路分析基础第九章,本章重点,串联谐振电路,9-1,并联谐振电路,9-2,谐振电路的应用,9-3,从频率的角度分析,RLC,串联电路和并联电路；,通过分析掌握,RLC,电路产生谐振的条件；,熟悉谐振发生时谐振电路的基本特性和频率特性；,学习目标,9.1,串联谐振电路,1.,谐振的概念,谐振是正弦电路在特定条件下产生的一种特殊物理现象。谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛应用，研究电路中的谐振现象有重要实际意义。,含,R,、,L,、,C,的一端口电路，在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时，称电路发生了谐振。,发生谐振,RLC,电路,+,-,从频率的角度分析RLC串联电路和并联电路；,电路在发生谐振时，所以感性无功功率与容性,相等并等于电路的特性阻抗，即,品质因数Q的大小可达几十至几百，一般为50-,(4)谐振时，电感支路电流与电容支路电流近似相,相等并等于电路的特性阻抗，即,量出电感性元器件上Q值的大小及电感量的大小。,若要并谐电路发生谐振，复导纳虚部应为零。,利用谐振状态下，电感的磁场能量与电容的电场能量,实现完全交换这一特点，电源输出的功率全部消耗在负载,电路在发生谐振时，所以感性无功功率与容性,L2和C：组成收音机的谐振电路；,相等并等于电路的特性阻抗，即,谐振时，电路的电抗为零，X=0，感抗与容抗,无功功率相等，电路的无功功率为零。,提高功率的传输效率,品质因数Q的大小可达几十至几百，一般为50-,串联电路实现谐振的方式：,电路在发生谐振时，所以感性无功功率与容性,压大得多，因此通常也将串联谐振称为电压谐振。,电路在发生谐振时，所以感性无功功率与容性,三个感应电动势来自于三个不同的电台在空中发射的电磁波。,其中，特性阻抗是衡量电路性能的一个重要指,等，其大小为总电流的Q倍。,(4)谐振时，电感支路电流与电容支路电流近似相,(1)L、C 不变，改变 w（调频调谐）,品质因数Q的大小可达几十至几百，一般为50-,若要并谐电路发生谐振，复导纳虚部应为零。,(1)L、C 不变，改变 w（调频调谐）,谐振角频率,谐振频率,谐振条件,仅与电路参数有关,2.,串联谐振的条件,串联谐振电路,R,L,C,电路发生谐振。,串联电路实现谐振的方式：,(1),L,、,C,不变，改变,w,（调频调谐）,(2),L,、,w,不变，改变,C,（调容调谐）,0,由电路参数决定，一个,R L C,串联电路只有一个对应的,0,当外加电源频率等于谐振频率时，电路发生谐振。,(3),C,、,w,不变，改变,L,（调感调谐）,3.,串联谐振电路的基本特征,谐振时，,电路阻抗最小且为纯电阻,，即,Z,=,R,；,谐振时，,电路的电抗为零,，,X,=,0,，感抗与容抗,相等并等于电路的特性阻抗，即,w,0,L,=1/(,w,0,C,)=,其中，特性阻抗,是衡量电路性能的一个重要指,标，由电路的参数,L,、,C,决定。,(,3,),谐振时，,电路中的电流最大，且与外加电源电,压同相,。,(,4,),谐振时，,电感电压与电容电压大小相等，相位,相反，其大小为电源电压的,Q,倍,。,特性阻抗,品质因数,品质因数,Q,是衡量串谐电路性能的另一个重要指标：,品质因数,Q,的大小可达几十至几百，一般为50-,200。,由于谐振电路的品质因数很高，所以可知动态,元件两端的电压在谐振状态下要比外加的信号源电,压大得多，因此通常也将串联谐振称为电压谐振。,U,L,=U,C,=QU,U,(,5,),谐振时，,电路无功功率为零，电源供给电路的,能量，全部消耗在电阻上。,电路在发生谐振时，所以感性无功功率与容性,无功功率相等，电路的无功功率为零。这说明电感,与电容之间有能量交换，而且达到完全补偿，不与,电源进行能量交换，电源供给电路的能量，全部消,耗在电阻上。,串联谐振电路相量图,收音机接收电路,L,1,：收音机接收电路的接收天线；,L,2,和,C,：组成收音机的谐振电路；,L,3,：将选择出来的电台信号送到,接收电路；,串联谐振电路应用举例,e,1,R,L2,L,2,e,2,e,3,C,三个感应电动势来自于三个不同的电台在空中发射的电磁波。,L,2,和,C,组成收音机选频（调台）电路，通过调节不同的,C,值选出所需电台。,例,1,某收音机输入回路,L,，,R,=10,，为收到中央电台,560kHz,信号，求：,(,1,),调谐电容,C,值；,(,2,),如输入电压为,1.5V,求谐振电流和此时的电容电压。,解,或,+,_,L,C,R,u,I,0,9.2,并联谐振电路,1.,并联谐振的条件,L,R,C,当右图所示电路出现电路总电流,和电路端电路同相位时，称电路发生,并联谐振。,电路的复导纳为：,若要并谐电路发生谐振，复导纳虚部应为零。即：,并谐电路中,R,很小，所以,或,并联谐振条件,2.,并联谐振电路的基本特征,谐振时，,电路阻抗为纯电阻，回路端电压与总,电流同相；,(,2,),谐振时，,电路阻抗为最大值，回路导纳为最小,值。,Z,0,=,L,/(,RC,),(,3,),谐振时，,电路的特性阻抗与串联谐振电路的特,性阻抗一样，均为,(,4,),谐振时，,电感支路电流与电容支路电流近似相,等，其大小为总电流的,Q,倍,。,(,5,),若电源为电流源，并联谐振时，,由于谐振阻抗最大，故回路端电压为最大。,Q,为电路的品质因数：,两支路电流,9.3,谐振电路的应用,1.,用于信号的选择,2.,用于元器件的测量,3.,提高功率的传输效率,信号在传输的过程中，不可避免要受到一定的干扰，使,信号中混入了一些不需要的干扰信号。利用谐振特性，可以,将大部分干扰信号滤除。参看课本,161,页。,Q,表就是一个典型的例子。利用谐振电路特性，可以测,量出电感性元器件上,Q,值的大小及电感量的大小。,利用谐振状态下，电感的磁场能量与电容的电场能量,实现完全交换这一特点，电源输出的功率全部消耗在负载,电阻上，从而实现最大功率传输。,谢谢观看,谢谢观看,