20电路谐振.ppt

8 6正弦稳态电路的谐振Resonance 8 6正弦稳态电路的谐振 一 RLC电路的串联谐振SeriesResonance 8 6正弦稳态电路的谐振 含有电感和电容的电路 如果无功功率得到完全补偿 使电路的功率因数等于1 即 u i同相 便称此电路处于谐振状态 谐振电路在无线电工程 电子测量技术等许多电路中应用非常广泛 谐振概念 8 6正弦稳态电路的谐振 一 串联谐振的条件 串联谐振电路 同相 若令 则 谐振 8 6正弦稳态电路的谐振 二 谐振频率 8 6正弦稳态电路的谐振 三 串联谐振的特点 1 8 6正弦稳态电路的谐振 三 串联谐振的特点 UC UL将远大于电源电压U 故串联谐振也称电压谐振 8 6正弦稳态电路的谐振 三 串联谐振的特点 4 注意 电感L的瞬时功率与电容C的瞬时功率在任何瞬时数值相等而符号相反 它们之间的能量相互补偿 激励只向电路提供电阻消耗的电能 电路与激励之间没有能量的交换 5 电抗部分可看作短路 8 6正弦稳态电路的谐振 四 品质因素QualityFactor Q值 定义 电路处于串联谐振时 电感或电容上的电压和总电压之比 8 6正弦稳态电路的谐振 1 网络的频率特性 概念 网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压 电流随频率变化的关系 即频域分析 传递函数 五 串联谐振的频率特性 根据网络的频率特性 可将网络分成低通 高通 带通 带阻 全通网络 8 6正弦稳态电路的谐振 低通滤波器 网络的传递函数 滤掉输入信号的高频成分 让低频成分通过 8 6正弦稳态电路的谐振 低通滤波器的传递函数 8 6正弦稳态电路的谐振 8 6正弦稳态电路的谐振 幅频特性 低通滤波器的频率特性 由幅频特性可知 低频的信号要比高频的信号更易通过这一电路 故称低通网络 当 0时 输出幅值大于输入信号幅值的70 7 工程上认为这部分信号能顺利通过该网络 通带与阻带的分界点 8 6正弦稳态电路的谐振 由相频特性可知 输出电压总是滞后输入电压的 滞后的角度介于0o 90o 故又称滞后网络 8 6正弦稳态电路的谐振 相频特性 2 串联谐振的阻抗频率特性 8 6正弦稳态电路的谐振 3 电流的频率特性 8 6正弦稳态电路的谐振 显然 当某一具体电路的参数以及电源电压给定后 调节电源角频率即可获得一根I 曲线 当另一个具体电路的参数和电源电压给定后 则可获得另一根I 曲线 但这种I 曲线用处不大 因为不易从它们的曲线上比较两个电路的电流频率特性 8 6正弦稳态电路的谐振 通用谐振曲线 归一化处理 8 6正弦稳态电路的谐振 通用谐振曲线讨论 显然 Q愈高 曲线愈尖锐 靠近谐振频率附近电流愈大 失谐时电流下降愈快 即对非谐振频率下的电流抑制作用愈大 8 6正弦稳态电路的谐振 通用谐振曲线讨论 结论 Q愈大 带宽愈小 曲线愈尖锐 选择性愈好 Q愈小 带宽愈大 曲线愈平坦 选择性愈差 8 6正弦稳态电路的谐振 通用谐振曲线讨论 结论 从公式看 Q与 f是矛盾的 在实际运用中 应根据具体情况兼顾两方面的要求 8 6正弦稳态电路的谐振 4 电压的频率特性 8 6正弦稳态电路的谐振 串联谐振应用举例 收音机接收电路 8 6正弦稳态电路的谐振 二 并联谐振电路ParallelResonance 对偶关系 8 6正弦稳态电路的谐振 串联谐振和并联谐振特点对比 Q在几十 几百 Q在几十 几百 7 6 5 4 3 Y G j YC YL G最小 Z R j XL XC R最小 2 YC YL 0 XL XC 0 1 并联谐振 串联谐振 8 6正弦稳态电路的谐振 串联谐振和并联谐振特点对比 8 6正弦稳态电路的谐振 或 理想情况下并联谐振条件 8 6正弦稳态电路的谐振 并联谐振的特点 8 6正弦稳态电路的谐振 并联谐振电路总阻抗 所以 纯电感和纯电容并联谐振时 相当于断路 8 6正弦稳态电路的谐振 并联谐振特性曲线 8 6正弦稳态电路的谐振 1 非理想情况下并联谐振条件 8 6正弦稳态电路的谐振 由上式虚部 2 并联谐振频率 得 8 6正弦稳态电路的谐振 例1 将一线圈 L 4mH R 50 与电容器 C 160pF 串联接在25V的电源上 1 当f0 200KHz谐振时 求I0和UC 2 当f增加10 时 再求I和UC 8 6正弦稳态电路的谐振 例1 将一线圈 L 4mH R 50 与电容器 C 160pF 串联接在25V的电源上 1 当f0 200KHz谐振时 求I0和UC 2 当f增加10 时 再求I和UC 8 6正弦稳态电路的谐振 可