《电工技术基础与技能》多媒体ppt课件 ——9--谐振电路.pptx

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1、高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿9 谐振电路谐振电路高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿9谐振电路谐振电路 教学重点教学重点：掌掌握握串串、并并联联谐谐振振电电路路的的条条件件和和特特点点，以以及及谐谐振振电电路路选选择性、品质因数和通频带之间的关系。择性、品质因数和通频带之间的关系。教学难点：教学难点：理解谐振电路选

2、频特性的原理。理解谐振电路选频特性的原理。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿9谐振电路谐振电路9.1串联谐振电路串联谐振电路9.2电感线圈和电容器的并联谐振电路电感线圈和电容器的并联谐振电路单元小结单元小结高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿9.1串联谐振电路串联谐振电路一、谐振频率与特性阻抗一、谐振频率与特性阻抗二、串

3、联谐振电路的特点二、串联谐振电路的特点三、串联谐振的应用三、串联谐振的应用高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿工工作作在在谐谐振振状状态态下下的的电电路路称称为为谐谐振振电电路路，谐谐振振电电路路在在电电子子技技术术与与工工程程技技术术中中有有着着广广泛泛的的应应用用。谐谐振振电电路路最最为为明明显显的的特特征征是是整整个个电电路路呈呈电电阻阻性性，即即电电路路的的等等效效阻阻抗抗为为 Z0=R，总总电电压压与与总总电流同相。电流同相。动画动画 8-8 串联

4、谐振电路串联谐振电路一、谐振频率与特性阻抗一、谐振频率与特性阻抗高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿RLC 串串联联电电路路呈呈谐谐振振状状态态时时，感感抗抗与与容容抗抗相相等等，即即 XL=XC，设设谐谐振振角角频频率率为为 0，则则于于是是谐谐振振角角频频率率为为由于由于 0=2 f0，所以，所以谐振频率谐振频率为为 由由此此可可见见，谐谐振振频频率率 f0 只只由由电电路路中中的的电电感感 L 与与电电容容 C 决决定定，是电路中的固有参数，所以通常将

5、谐振频率是电路中的固有参数，所以通常将谐振频率 f0 叫做叫做固有频率固有频率。电电路路发发生生谐谐振振时时的的感感抗抗或或容容抗抗叫叫做做特特性性阻阻抗抗，用用符符号号 表表示，单位为欧姆示，单位为欧姆()。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿1电路呈电阻性电路呈电阻性当当外外加加电电源源 uS 的的频频率率 f=f0 时时，电电路路发发生生谐谐振振，由由于于 XL=XC，则则此此时时电电路路的的阻阻抗抗达达到到最最小小值值，称称为为谐谐振振阻阻抗抗 Z0

6、 或或谐振电阻谐振电阻 R，即，即 Z0=|Z|max=R2电流呈现最大电流呈现最大谐谐振振时时电电路路中中的的电电流流则则达达到到了了最最大大值值，叫叫做做谐谐振振电电流流 I0，即即二、串联谐振电路的特点二、串联谐振电路的特点高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿3电感电感 L 与电容与电容 C 上的电压上的电压串联谐振时，电感串联谐振时，电感 L 与电容与电容 C 上的上的电压大小相等电压大小相等，即，即 UL=UC=XL I0=XC I0=QUS式中式

7、中 Q 叫做串联谐振电路的叫做串联谐振电路的品质因数品质因数，即，即 RLC 串串联联电电路路发发生生谐谐振振时时，电电感感 L 与与电电容容 C 上上的的电电压压大大小小都都是是外外加加电电源源电电压压 US 的的 Q 倍倍，所所以以串串联联谐谐振振电电路路又又叫叫做做电电压谐振压谐振。一般情况下串联谐振电路都符合。一般情况下串联谐振电路都符合 Q 1 的条件。的条件。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿串串联联谐谐振振电电路路常常用用来来对对交交流流信信

8、号号进进行行选选择择，例例如如接接收收机机中选择电台信号，即中选择电台信号，即调谐调谐。三、串联谐振的应用三、串联谐振的应用高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿如如果果以以角角频频率率 C 或或 f 做做为为自自变变量量，把把回回路路电电流流做做它它的的函函数。数。电电流流大大小小 I 随随频频率率 f 变变化化的的曲曲线线，叫叫做做谐谐振振特特性性曲曲线线，如图如图 8-7 所示。所示。图图 8-7RLC 串联电路的谐振特性曲线串联电路的谐振特性曲线 高高

9、 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿当当外外加加电电源源 uS 的的频频率率 f=f0 时时，电电路路处处于于谐谐振振状状态态；当当 f f0 时时，称称为为电电路路处处于于失失谐谐状状态态，若若 f f0，则则 XL f0，则，则 XL XC，电路呈感性。，电路呈感性。在在实实际际应应用用中中，规规定定把把电电流流 I 范范围围在在(0.7071I0 I I0)所所对对应应的的频频率率范范围围(f1 f2)叫叫做做串串联联谐谐振振电电路路的的通通频频带带(又又

10、叫叫做做频频带宽度带宽度)，用符号，用符号 B 或或 f 表示，其单位也是频率的单位。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理论分析表明，串联谐振电路的通频带为高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿频频率率 f 在在通通频频带带以以内内(即即 f1 f f2)的的信信号号，可可以以在在串串联联谐谐振振电电路路中中产产生生较较大大的的电电流流，而而频频率率 f 在在通通频频带带以以外外(即即 f R，Q0 叫叫做做谐谐振振回回路路的的空

11、空载载 Q 值值，实实际际电电路路一一般都满足该条件。般都满足该条件。2谐振阻抗谐振阻抗 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理论上可以证明 LC 并联谐振角频率并联谐振角频率 0 与频率与频率 f0 分别为分别为二、并联谐振电路的特点二、并联谐振电路的特点高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿3谐振电流谐振电流 电路处于谐振状态，总电流为最小值电路处于谐振状态，总电流为最小值 谐谐振振

12、时时 XL0 XC0，则则电电感感 L 支支路路电电流流 IL0 与与电电容容 C 支支路路电流电流 IC0 为为 即即谐谐振振时时各各支支路路电电流流为为总总电电流流的的 Q0 倍倍，所所以以 LC 并并联联谐谐振又叫做振又叫做电流谐振电流谐振。当当 f f0 时时，称称为为电电路路处处于于失失谐谐状状态态，对对于于 LC 并并联联电电路路来来说说，若若 f f0，则则 XL f0，则则 XL XC，电路呈容性。，电路呈容性。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演

13、示文稿4通频带通频带 理论分析表明，并联谐振电路的通频带为理论分析表明，并联谐振电路的通频带为 频频率率 f 在在通通频频带带以以内内(即即 f1 f f2)的的信信号号，可可以以在在并并联联谐谐振振回回路路两两端端产产生生较较大大的的电电压压，而而频频率率 f 在在通通频频带带以以外外(即即 f f2)的的信信号号，在在并并联联谐谐振振回回路路两两端端产产生生很很小小的的电电压，因此并联谐振回路也具有选频特性。压，因此并联谐振回路也具有选频特性。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术

14、基础与技能演示文稿演示文稿【例例9】如如图图 9-6所所示示电电感感线线圈圈与与电电容容器器构构成成的的 LC 并并联联谐谐振振电电路路，已已知知 R=10 ，L=80 H，C=320 pF。试试求求：(1)该该电电路路的的固固有有谐谐振振频频率率 f0、通通频频带带 B 与与谐谐振振阻阻抗抗|Z0|；(2)若若已已知知谐谐振振状状态态下下总总电电流流 I=100 A，则则电电感感 L 支支路路与与电电容容 C 支支路路中的电流中的电流 IL0、IC0 为多少？为多少？解：解：(1)(2)IL0 IC0=Q0I=5 mA。高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education Pr

15、essHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿单元小结单元小结串联与并联谐振电路具有不同的特点，见表：串联与并联谐振电路具有不同的特点，见表：高高 等等 教教 育育出出版版社社Higher Education PressHigher Education Press电工技术基础与技能电工技术基础与技能演示文稿演示文稿适用于高内阻的信号源 适用于低内阻的信号源 对电源的要求 f f0 时，呈容性；f f0 时，呈感性；f f0 时，呈容性。失谐时阻抗性质通频带 IL IC QI0 UL=UC=QU，UR=U 元件上电压或电流 品质因数 谐振电流 谐振阻抗 谐振频率 XL XC XL=XC 谐振条件 电感线圈与电容器并联谐振电路 RLC 串联谐振电路 串、并联谐振电路比较