正弦交流电路

.,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：,3-10交流电路的频率特性,.,3-10-1RC串联电路的频率特性,（一）低通滤波器,（二）高通滤波器,（三）带通滤波器,（四）带阻滤波器,.,网络的传递函数：,滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。,（一）低通滤波器,.,低通滤波器的传递函数,.,.,相频特性,幅频特性,低通滤波器的频率特性,.,分贝数定义：,.,滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。,高通滤波器的传递函数,（二）高通滤波器,.,高通滤波器的频率特性,幅频特性,相频特性,.,RC串并联网络,令：,（三）带通滤波器,.,.,幅频特性,.,（四）带阻滤波器,.,传递函数,典型的网络函数,低通,高通,带通,带阻,电路举例,.,整流滤波,低通,+,D,R,_,滤波器应用举例（之一）,.,高通,滤波器应用举例（之二）,.,滤波器应用举例（之三）,带通,.,滤波器应用举例（之四）,工频噪声被去除,带阻,.,关于滤波器质量的评价,以低通滤波器为例:,希望：通频带内尽可能平坦，过渡带尽可能窄。,.,改进方法举例,.,例1、移相电路,已知：,正弦交流电路综合举例,.,解法1,已知：,复数运算,.,.,解法2,画相量图,已知：,R,R1,R,C,.,例2、选频电路,L,C1,C2,R,已知：,若使,.,已知：,代入和L值得：,.,（2）,电路总阻抗在频率下应等于零，才能使,代入、L、C1得：,.,作业：3.7.113.8.33.8.10,课外：练习与思考3.8.1,.,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：,3-10-2串联谐振,.,串联谐振的条件,串联谐振电路,串联谐振：,.,谐振频率：,.,串联谐振的特点,.,注：串联谐振也被称为电压谐振,当时，,谐振时：,、,.,品质因素-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。,.,串联谐振特性曲线,.,关于谐振曲线的讨论,.,谐振曲线讨论（之一）,.,谐振曲线分析（之二）,.,谐振曲线分析（之三）,结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。Q愈小，带宽愈大，曲线愈平坦。,.,串联谐振时的阻抗特性,容性,感性,.,收音机接收电路,串联谐振应用举例,.,.,已知：,解：,结论：当C调到150pF时，可收听到的节目。,.,问题（二）：,信号在电路中产生的电流有多大？在C上产生的电压是多少？,.,理想情况：纯电感和纯电容并联。,3-10-3并联谐振,.,或,理想情况下并联谐振条件,.,非理想情况下的并联谐振,同相时则谐振,.,非理想情况下并联谐振条件,.,由上式虚部,并联谐振频率,得：,.,并联谐振的特点,理想情况下谐振时：,.,总阻抗：,并联谐振电路总阻抗的大小,（见教材P164）,谐振时虚部为零,即:,.,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。,.,外加恒流源时，输出电压最大。,.,并联支路中的电流可能比总电流大。,支路电流可能大于总电流,电流谐振,.,品质因素-Q:,Q为支路电流和总电流之比。,.,并联谐振特性曲线,.,替代后，在谐振频率下放大倍数将提高。该种频率的信号得到较好的放大，起到选频作用。,并联谐振应用举例,.,消除噪声,（三）谐振滤波器：,利用谐振进行选频、滤波,.,提取信号,.,分析（一）：抑制噪声,消除噪声提取信号,.,分析（二）：提取信号,.,谐振滤波器,接收网络,如果，网络应如何设计？,?,思考题：,用上页类似的形式，设计消除噪声、提取信号的电路。,.,问题的提出：日常生活中很多负载为感性的，其等效电路及相量关系如下图。,3-11功率因数的提高,.,功率因数和电路参数的关系,.,40W白炽灯,40W日光灯,发电与供电设备的容量要求较大,供电局一般要求用户的，否则受处罚。,.,纯电阻电路,R-L-C串联电路,纯电感电路或纯电容电路,电动机空载满载,日光灯（R-L-C串联电路）,常用电路的功率因数,.,提高功率因数的原则：,必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。,提高功率因数的措施:,并电容,.,并联电容值的计算,设原电路的功率因数为cosL，要求补偿到cos须并联多大电容？（设U、P为已知）,.,分析依据：补偿前后P、U不变。,由相量图可知：,.,.,呈电容性。,呈电感性,功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况:,功率因素补偿问题（一）,呈电阻性,.,结论：在角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。,感性（较小）,容性（较大）,C较大,过补偿,欠补偿,.,功率因素补偿问题（二）,并联电容补偿后，总电路（R-L/C）的有功功率是否改变了？,定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。,.,功率因素补偿问题（三）,提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？,补