总结并联谐振的特点

1 / 18 总结并联谐振的特点 串联谐振的特点 1. 谐振时回路的阻抗最小，且 2. 谐振时的回路电流最大，且与激励源同相。 3. 谐振时电阻上的电压，与激励源大小相等，相位相同。 4. 电路在谐振时，电容上的电压与电感 L 上的电压相位相反、大小相等，都等于电 源电压的注意：由于 倍。 值通常很大，谐振时上的端电压将很高，往往会造成元件的损 坏。但谐振时和 2 / 18 频率特性 两端的总等效阻抗为零。 图示电路中的电流为： 谐振时的电流为： 可以推导得：相对失谐。 幅频特性 ，其中，称为 定义：信号幅度随频率变化的关系，则 可以证明：回路 值越高，曲线越尖锐，回路选择信号的能力越强，选择性越好。 3 / 18 并联谐振的特点 以下讨论都是在品质因数很高的条件下进行 特点 1. 谐振时回路的阻抗最大，且 2. 谐振时的回路端电压最大，且与激励源同相 3. 电路在谐振时，电容支路和电感支路的电流几乎大小相等、相位相反。二者的大小 近似等于激励电流 源 频率特性 的 倍。 图示电路的端电压为： 在 的情况下，有 4 / 18 可以推导得： 幅频特性 ，其中 定义：信号幅度随频率变化的关系，则 可以证明与串联谐振电路相同，回路选择性越好。 值越高，曲线越尖锐，回路选择信号能力越强， 谐振回路的能量关系 1 不论是串联谐振回路还是并联谐振回路都是由电阻、电容 2 电阻 和电感组成。 是耗能元件，它将消耗能量；电容 5 / 18 是储能元件，它将储存电场能量；电感 均不会消耗能量。 也是储能元件，它将储存磁场能量。、 3 由于谐振时回路为纯阻性，则激励源提供的能量将全部消耗掉。 4 谐振回路的能量关系：电容储存的电能和电感储存的磁能将以振荡的形式互相转换，总的储存能量保持不变。而激 励源供给电路的能量，全部消耗在电阻 上转化为热能。 谐振回路的通频带 通频带的意义：定义通频带是为了衡量回路选择一定范围内频率的能力。 谐振回路的选择性： 1 回路的值越高，选择信号的能力越强，偏离谐振频率的6 / 18 信号越容易被抑制。 2 实际信号是由若干频率分量所组成的多频率信号。 3 人们希望谐振电路能够把实际信号中的各有用频率分量都能选择出来；对不需要的 频率分量能够得到最大限度的抑制。 通频带的定义 1 在中心频率 中 两侧， 当 时，对应的频率为、，其 称为下限频率， 称为上限频率。 7 / 18 2 对应于 之间的频率范围，称为电路的通频带。 3 根据定义可得： 通频带与信号频率的关系： 可以认为：凡频率处在通频带范围内的信号，可以顺利通过电路，产生输出； 凡频率在通频带以外的信号，即可认为信号不能通过电路。 因此，为保证实际信号不失真，必须保证所有有用频率分量落在通频带内 。 。 8 / 18 结论： 1 电路的通频带与电路的谐振频率成正比，与电路的品质因数成反比。 回路的 值越高，电路的选择性越好，通频带越窄。 2 3 4 “ 选择性 ” 与 “ 带宽 ” 是一对矛盾。 必须保证在满足电路通频带等于或略大于需传输信号带宽的前提下，尽量 提高回路的选择性。 电源内阻及负载对通频带的影响 对串联谐振电路通频带的影响 9 / 18 1 接入电源内阻 和负载后，串联谐振回路的值将受到影响。 较小的 2 结论：为保证接入电源及负载后选择性变化不大，串联谐振回路应选择 电源，即串 联谐振回路应选择电压源激励。 对并联谐振电路通频带的影响 1 当考虑电源内阻和负载后，和将对并联谐振回路产生分流作用，从而对 并联谐振回路产生影响。 2 结论：为保证接入电源及负载后选择性变化不大，并联谐振回路应选择 源，即并联谐振回路应选择电流源激励。 10 / 18 较大的电 信息技术专业 授课内容： 3-7 并联谐振电路 授课教师： 林燕发 授课班级： 14 计 1、 2、 3、 4 班 授课时间： 2016 年 4 月29日 授课地点： 14级计算机班 电工实训室 1 2 3 四、内 容 总结 可见，相同的电感和电容，当它们接成串联电路或 并联电11 / 18 路时，谐振频率几乎相等。 三、并联谐振的特点 电路呈阻性，总阻抗最大，总电流最小。 电感或电容支路的电流会超过总电流。 支路电流与总电流之比称为品质因数，用 Q表示。 Q 值可达几十到几百，说明电路谐振时，电感或电容支路的电流会大大超过总电流，所以并联谐振又称为电流谐振。 四、并联谐振的应用 在电子技术中常利用并联谐振电路组成选频 器或振荡器。右图所示为收音机选频电路。 以板书为基础梳理总结：让学生理解并联谐振电路的特性阻抗、品质因数、固有频率、通频带等概念及其计算。 3-8 并联谐振电路 4 12 / 18 5 串并联电路的性能比较 文字摘要： 一 .串联谐振电路 :当外来频率加于一串联谐振电路时 ,它有以下特性 : 1.当外加频率等于其谐振频率时其 电路阻抗呈纯电阻性 ,且有最少值 ,它这个特性在实际应用中叫做陷波器 . 2.当外加频率高于其谐振频率时 ,电路阻抗呈感性 ,相当于一个电感线圈 . 3.当外加频率低于其谐振频率时 ,这时电路呈容性 ,相当于一个电容 . 二 .并联谐振电路 :当外来频率加于一并联谐振电路时 ,它有以下特性 : 1.当外加频率等于其谐振频率时其电路阻抗呈纯电阻性 ,且有最大值 ,它这个特性在实际应用中叫做选频电路 . 2.当外加频率高于其谐振频率时 ,电路阻抗呈容性 ,相当于一个电容 . 3.当外加频率低于其谐振频率时 ,这时电路呈感性 ,相当于一个电感线圈 . 所以当串联或并联谐振电路不是调节在信号频率点时 ,信号通过它将会产生相移 .(即相位失真 ) 13 / 18 表格对比： 知识总结： 1， 对于理想的 L， C 元件来说，串联谐振发生时， L,C元件的电压大小相等， 方向相反，总电压为 0。而并联谐振发生时， L， C 元件的电流大小相等，方向相反，总电流相等。 2， 无论是串联还是并联谐振，在谐振发生时， L， C 之间都实现了完全的能 量交换。即释放的磁场能完全转换成电场能储存进电容，而在另一时刻电容放电，又转换为磁能储存进电感。 3， 在串联谐振电路中，由于串联 L， C之间流过同一个电流 ，因此能量 的交换是以电压极性的变化进行；在并联电路中， L， C 两 端是同一个电压，故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。 14 / 18 4， 谐振时电感和电容还是两个元件，否则不能进行能量交换；但从等效阻 抗角度，是变成了一个元件数值为 0 或无穷大的电阻。 5， 串联谐振是电流谐振，一般起电流放大作用。 并联谐振起电压放大作 用。 参考文献： 1, http:/i?src=360pic_normal&q=串并联谐 振电路的电路图 2， http:/view/ 3，模拟电子线路分析 4， http:/view/。 串联电路 15 / 18 电路特点：一条路，一处断处处段。 开关作用：各处作用一样控制整个电路。 电流：各处电流相等 I I1 I2 I1:I2 1:1 电压：电源电压等于各用电器两端电压之和： U U1 U2 电阻：总电阻等于各用电器电阻之和： R总 R1 R2 若有 n个阻值相同的电阻串联则： R 总 n R 电阻特点：串联电阻相当于增加了导体的长度，总电阻越串越大，大于任何一个用电器电阻； 电功率 ：电路中总功率等于各用电器电功率之和 P 总 P1 P2 电功：电路中总功等于各用电器消耗电功之和 W总 W1 W2 电热：电路中总电热等于各用电器产生电热之和 Q 总 Q1 16 / 18 Q2 比例关系：串联电阻起分压作用，电阻越大分得的电压越高，R1:R2 U1:U2 P1:P2 W1:W2 Q1:Q2 R 串 R1 R2 R并 并联电路 电路特点：多条路，分干路和支路，各支路互不影响 开关作用：干路开关控制整个电路，支路开关控制它所在的支路 电流： 干路电流等于各支路电流之和 I 干 I1 I2 电压： 电源电压与各支路电压相等 U U1 U2 U1:U2 1:1 电阻： 总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和 1 / R 总 1 / R1 1 / R2 17 / 18 若仅有两个电阻并联则： R 总 R1R2 / 若有 n个阻值相同的电阻并联则： R 总 R / n 电阻特点：并联总电阻相当于增加了导体的横截面积，总电阻越并越小，小于任何一个分电阻 电功率 ：电路中总功率等于各用电器电功率之和 P 总 P1 P2 电功：电路中总功等于各用电器消耗电功之和 W 总 W1 W2 电热：电路中总电热等于各用电器产生电热之和 Q 总 Q1 Q2 比例关系： 并联电阻起分流作用，电阻越大分得电流越小，R2:R1 I1:I2 P1:P2 W1:W2 Q1:Q2 重要公式 欧姆定律：导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导18 / 18 体的电阻成反比。 I U / R U I R R U / I 电功率：电功率表示电流做功快慢的物理量； P W / t U I I2 R U2 /R P 实 P额 U 实 U额 ， P 实 P额 用电