《模拟电子电路》网络课堂

1、计算机电路基础（2）主讲：夏少波第四讲 Email : xshaobo Tel : 05316512165山东广播电视大学 计算机与通信学院小结：可见：储能元件L和C都不消耗有功功率P，即P=0，所以，若用瓦特功率表测量L和C上消耗的功率时，其读数均为零。电容C及电感L “产生” 或“吸收”无功功率的实际是储存由电源提供的部分能量，当电路中同时含有电容和电感时，它们之间进行能量交换。在由R、L、C及正弦电源组成的电路中，电源除在电阻R上消耗有功功率外，还必须提供无功功率给L、C，以供它们之间进行能量交换。电源容量（视在功率）S一定大于有功功率P。这样，功率因数一定小于或等于1。山东广播电视大学

2、 计算机与通信学院例1.5 .4 已知电源 向负载 供电。试分析电源的容量和负载上所吸收的功率。解：山东广播电视大学 计算机与通信学院理论分析可证明：复功率也满足功率守恒定律，其实部P为网络中各电阻元件消耗的功率之和；虚部Q为网络中各储能元件L和C的无功功率的代数和。可见1.6 串联谐振与高、低通电路1.6.1 RLC串联谐振与RLC并联谐振谐振，是正弦交流电路中的一种物理现象，应用较为广泛。山东广播电视大学 计算机与通信学院USRZLZCIRLC串联谐振电路URUCULIS右图为RLC串联电路，设电源电压1. RLC串联电路的谐振电路的串联等效阻抗为：山东广播电视大学 计算机与通信学院USR

3、ZLZCIRLC串联谐振电路URUCULIS可见，Z随频率变化，且当 时，Z成了纯电阻，这时就称发生了谐振。所以，RLC串联电路的谐振角频率为： RLC串联电路谐振的特点RLC串联电路的谐振角频率为：谐振时有如下特点：山东广播电视大学 计算机与通信学院1、电路的等效阻抗Z达到最小值且等于纯电阻R，此时，电路中电流与电压同相位u= i且达到最大值。2、电容上电压有效值UC是电源电压有效值US的 倍，此时，若 则UC将大大超过US 。同时，电容上的电压相位上落后电源电压900。证明参见课本P2526页。 RLC串联电路谐振的特点RLC串联电路的谐振角频率为：谐振时有如下特点：山东广播电视大学 计算

4、机与通信学院3、电感上电压有效值UL是电源电压有效值US的 倍，此时，若 则UL将大大超过US 。同时，电感上的电压相位上超前电源电压900。证明参见课本P26页。可见， RLC串联电路谐振时， UL和UC有可能大大超过US，实际应用中，电容元件的耐压值一定要慎重选定。否则可能被过压击穿！ 例1.6.1 在RLC串联谐振电路中，已知US=12.7V，f0=50Hz，R=20，C=27F。求通过电容C上的电流及其上的电压有效值UC。解：设电源电压的初相角为：u。则：山东广播电视大学 计算机与通信学院可见，电容上电压的有效值较电源电压高出很多！例1.6.2 在RLC串联谐振电路中，已知US=12.

5、7V，f0=50Hz，R=20，C=27F。求电感L的值。解：由谐振角频率公式山东广播电视大学 计算机与通信学院我们还可以证明：谐振时，电路中，电容与电感上的电压有效值大小相等，相位相反。（参见课本P27页）可得：2. RL，C并联谐振电路下图为一个RL，C并联谐振电路假设正弦电流源相量为：山东广播电视大学 计算机与通信学院该RL，C并联电路的等效阻抗为：USZLRISZCILICRL，C并联电路的谐振频率由于电感线圈的等效电阻R值较小山东广播电视大学 计算机与通信学院并联电路的等效阻抗为：USZLRISZCILIC且上式中，当 时并联电路发生谐振。并联电路的谐振角频率为： RL，C并联电路谐

6、振的特点RL，C并联电路的谐振角频率为：谐振时有如下特点：山东广播电视大学 计算机与通信学院1、电路的等效阻抗Z达到最大值且等于纯电阻L/RC，此时，电路中电压与电流同相位u= i。2、一般情况下，由于L/RC有很高的数值，故在并联电路谐振时，呈高阻抗。这样，在IS很小的情况下，也能获得很高的输出电压。3、在串、并联电路中，定义品质因数Q例1.6.3 在RL，C并联谐振电路中，已知IS=10mA，L=48H，R=7，C=180pF。求谐振频率f0及电流源上的压降US。解：山东广播电视大学 计算机与通信学院1.6.2 低通及高通电路低通与高通电路都属于最简单的滤波电路，在电子电路中有着广泛的应用

7、。山东广播电视大学 计算机与通信学院1、RC低通滤波电路该电路又称为一阶无源RC低通滤波器，其输入、输出为正弦电压u1、u2。Ru1Cu2RC低通电路通常，我们定义输出电压与输入电压相量之比称为电压传输系数。即：1、 RC低通电路电压传输系数山东广播电视大学 计算机与通信学院我们画出Au与的关系曲线称为幅频特性曲线。Ru1Cu2RC低通电路结合电路图不难看出：幅频特性曲线电压传输幅频特性表达式：山东广播电视大学 计算机与通信学院Ru1Cu2RC低通电路我们画出Au与/ C的关系曲线如有所示：不难看出频率较低的信号容易通过。低通电路幅频特性曲线Au0.250.500.751.0012345时间常

8、数及通频带定义=RC为时间常数。山东广播电视大学 计算机与通信学院Ru1Cu2RC低通电路我们还定义 C=1/ 为半功率点角频率。这是因为当=C=1/ 时低通电路幅频特性曲线Au0.250.500.751.0012345fC=C/2称为半功率点频率，有时亦称为截止频率。0fC之间的频率范围称为通频带。例1.6.4 在RC低通电路中，已知R=15K，C=22nF。求截止频率fC和fC/5及5fC处的Au值。解：山东广播电视大学 计算机与通信学院Ru1Cu2RC低通电路在f=fC /5时：在f= 5 fC 时：2、 RC高通电路或称一阶RC高通电路山东广播电视大学 计算机与通信学院据此，我们也可画出高通电路的幅频特性曲线。结合电路图不难看出：Ru1Cu2RC高通电路高通幅频特性曲线电压传输幅频特性表达式：山东广播电视大学 计算机与通信学院我们画出Au与/ C的关系曲线如有所示：不难看出频率较高的信号容易通过。例1.6.5自学（ P31页）Ru1Cu2RC高通电路高通电路幅频特性曲线Au0.250.500.751.0012345第一章小结1掌握正弦交流电压、电流瞬时表达式及三要素、相位差、有效值等的概念。掌握相量模型的概念及复数的运算规则；会用相量法求解简单电路。掌握正弦交流电路中复功率、视在