模块3-正弦稳态电路分析(任务6).ppt

谐振电路谐振电路06模块三 正弦稳态电路分析任务6 谐振电路一、串联谐振电路 1、串联谐振的涵义 对于由R、L、C三种基本元件所构成的电路，如果元件参数与外加电源的频率满足某一关系时，电路的等效电抗（或电纳）等于零，电路呈纯电阻性。若电路中有电流，则该电流与外加电源电压的相位相同，这种现象称为谐振。当元件R、L、C串联时所发生的谐振，称为串联谐振。任务6 谐振电路 2 2、串联谐振的条件、串联谐振的条件串联谐振发生的条件是：串联谐振发生的条件是：谐振角频率谐振角频率 是：是：谐振频率谐振频率 是：是：（1 1）串联电路的谐振角频率完全是由电路本身的有关参数所决定）串联电路的谐振角频率完全是由电路本身的有关参数所决定的，纯属电路本身固有性质。当的，纯属电路本身固有性质。当L L、C C参数确定后，对应的参数确定后，对应的 就有就有确定值。确定值。（2 2）两种方法可使电路发生谐振：一是固定电路参数）两种方法可使电路发生谐振：一是固定电路参数L L和和C C，改变，改变信号源频率信号源频率f f，使电路发生谐振；另一种是当信号源频率，使电路发生谐振；另一种是当信号源频率f f固定时，固定时，改变电路参数改变电路参数L L和和C C，使电路满足谐振条件。，使电路满足谐振条件。任务6 谐振电路3、串联谐振电路主要特点：(1)（电抗为零，阻抗最小且为一纯电阻），电路中的电流最大，并且与外加电压同相位。(2)串联电路谐振时的感抗或容抗称为电路的特性阻抗，用 表示，的单位为欧姆（），其值由电路参数L和C决定。任务6 谐振电路3、串联谐振电路主要特点：(3)串联电路谐振时的功率分析 a.由于电抗为零，阻抗角为零，所以电路的功率因数 b.有功功率为 c.无功功率为 d.表明串联电路谐振时，电源不向电路输送无功功率，电感中的无功功率与电容中的无功功率相互完全补偿，电感和电容相互进行能量交换而不与电源交换能量。任务6 谐振电路3、串联谐振电路主要特点：（4）品质因数Q 一般Q值范围在200500之间。（5）串联谐振过电压现象：串联电路谐振时，其电感两端的电压与电容两 端的电压均比外加信号源的电压大许多倍。谐振时各元件的电压相量关系如图任务6 谐振电路3、串联谐振电路主要特点：（6）串联谐振电路的谐振曲线 （式中 为谐振时电流，=）a.Q值与电路选择性的关系：Q值高的电路选择性好，Q值低的电路选择性差，所以电路的品质因数决定了电路的选择性能。任务6 谐振电路b.Q值与通频带的关系 谐振电路的通频带，是指当外加信号电压的最大值保持不变时，电路中的电流不小于谐振电流的 倍的那段频率范围。通频带 可以看出：Q值越低，通频带越宽；Q值越高，通频带越窄。选择性和通频带，这两者是矛盾的，在实际工作中必须根据需要，两者兼顾，折中选取。任务6 谐振电路二、并联谐振电路 1、并联谐振的条件 由电感线圈、电容器和正弦电流源组成的并联谐振电路如图所示。其中R代表线圈的损耗电阻。并联谐振电路及其电流相量图其谐振角频率是：在高频小损耗条件下，并联谐振角频率近似为：任务6 谐振电路2、并联谐振电路的特性 (1)并联电路谐振时，电路的谐振导纳 为最小，呈电导性，相应的并联谐振阻抗 为最大，谐振回路将有最大的电压 ，且与 同相位。(2)并联谐振的过电流现象：并联谐振电路的品质因数为任一电纳支路在谐振时的电纳值与电导值之比 在电流源一定的情况下，可见，在电感支路和电容支路上均得到远大于源电流的支路电流。任务6 谐振电路2、并联谐振电路的特性 （3）并联谐振的频率特性与通频带 并联谐振电路的谐振曲线是指并联电路中端电压的频率特性，作为通用谐振特性曲线 ，将与串联谐振电路的 对偶，曲线形状完全相同，只不过这里表示的是LC并联电路的端电压随频率的变化规律。任务6 谐振电路谐振电路的简单分析计算 谐振的定义及谐振条件品质因数、通频带谐振的特点任务6小结