周绍敏《电工技术基础与技能》PPT――9谐振电路

9谐振电路,9谐振电路,教学重点：掌握串、并联谐振电路的条件和特点，以及谐振电路选择性、品质因数和通频带之间的关系。教学难点：理解谐振电路选频特性的原理。,9谐振电路,9.1串联谐振电路,9.2电感线圈和电容器的并联谐振电路,单元小结,9.1串联谐振电路,一、谐振频率与特性阻抗,二、串联谐振电路的特点,三、串联谐振的应用,工作在谐振状态下的电路称为谐振电路，谐振电路在电子技术与工程技术中有着广泛的应用。谐振电路最为明显的特征是整个电路呈电阻性，即电路的等效阻抗为Z0=R，总电压与总电流同相。,一、谐振频率与特性阻抗,RLC串联电路呈谐振状态时，感抗与容抗相等，即XL=XC，设谐振角频率为0，则于是谐振角频率为,由于0=2f0，所以谐振频率为,由此可见，谐振频率f0只由电路中的电感L与电容C决定，是电路中的固有参数，所以通常将谐振频率f0叫做固有频率。,电路发生谐振时的感抗或容抗叫做特性阻抗，用符号表示，单位为欧姆()。,1电路呈电阻性当外加电源uS的频率f=f0时，电路发生谐振，由于XL=XC，则此时电路的阻抗达到最小值，称为谐振阻抗Z0或谐振电阻R，即Z0=|Z|max=R,2电流呈现最大谐振时电路中的电流则达到了最大值，叫做谐振电流I0，即,二、串联谐振电路的特点,3电感L与电容C上的电压串联谐振时，电感L与电容C上的电压大小相等，即UL=UC=XLI0=XCI0=QUS式中Q叫做串联谐振电路的品质因数，即,RLC串联电路发生谐振时，电感L与电容C上的电压大小都是外加电源电压US的Q倍，所以串联谐振电路又叫做电压谐振。一般情况下串联谐振电路都符合Q1的条件。,串联谐振电路常用来对交流信号进行选择，例如接收机中选择电台信号，即调谐。,三、串联谐振的应用,如果以角频率C或f做为自变量，把回路电流做它的函数。,电流大小I随频率f变化的曲线，叫做谐振特性曲线，如图8-7所示。,图8-7RLC串联电路的谐振特性曲线,当外加电源uS的频率f=f0时，电路处于谐振状态；当ff0时，称为电路处于失谐状态，若ff0，则XLXC，电路呈感性。,在实际应用中，规定把电流I范围在(0.7071I0II0)所对应的频率范围(f1f2)叫做串联谐振电路的通频带(又叫做频带宽度)，用符号B或f表示，其单位也是频率的单位。,理论分析表明，串联谐振电路的通频带为,频率f在通频带以内(即f1fR，Q0叫做谐振回路的空载Q值，实际电路一般都满足该条件。,2谐振阻抗,谐振时电路阻抗达到最大值，且呈电阻性。谐振阻抗为,理论上可以证明LC并联谐振角频率0与频率f0分别为,二、并联谐振电路的特点,3谐振电流,电路处于谐振状态，总电流为最小值,谐振时XL0XC0，则电感L支路电流IL0与电容C支路电流IC0为,即谐振时各支路电流为总电流的Q0倍，所以LC并联谐振又叫做电流谐振。,当ff0时，称为电路处于失谐状态，对于LC并联电路来说，若ff0，则XLXC，电路呈容性。,4通频带,理论分析表明，并联谐振电路的通频带为,频率f在通频带以内(即f1ff2)的信号，可以在并联谐振回路两端产生较大的电压，而频率f在通频带以外(即ff2)的信号，在并联谐振回路两端产生很小的电压，因此并联谐振回路也具有选频特性。,【例9】如图9-6所示电感线圈与电容器构成的LC并联谐振电路，已知R=10，L=80H，C=320pF。试求：(1)该电路的固有谐振频率f0、通频带B与谐振阻抗|Z0|；(2)若已知谐振状态下总电流I=100A，则电感L支路与电容C支路中