周绍敏电工技术基础与技能——谐振电路.pptx

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1、会计学1周绍敏电工周绍敏电工(dingng)技术基础与技能技术基础与技能 谐振电路谐振电路第一页，共23页。9 9谐振谐振谐振谐振(xizhn)(xizhn)电路电路电路电路 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(yj)谐谐振振电电路路选选择择性性、品品质质因因数数和和通通频频带带之之间间的的关系。关系。教学难点：教学难点：理解谐振电路选频特性的原理。理解谐振电路选频特性的原理。第1页/共23页第二页，共23页。9 9谐振谐振谐振谐振(xizhn)(xizhn)电路电路电路电路9.1串联串联(chunlin)谐谐振电路振电路9.2电感线圈和

2、电容器的并联电感线圈和电容器的并联(bnglin)谐振电谐振电路路单元小结单元小结第2页/共23页第三页，共23页。9.19.1串联串联串联串联(chunlin)(chunlin)谐振电路谐振电路谐振电路谐振电路一、谐振一、谐振(xizhn)频率与特性阻频率与特性阻抗抗二、串联谐振二、串联谐振(xizhn)电路的特点电路的特点三、串联谐振的应用三、串联谐振的应用第3页/共23页第四页，共23页。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(mn

3、gxin)的特征是整个电路呈电阻性，即电路的等效阻抗为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。，总电压与总电流同相。动画动画 8-8 串联谐振电路串联谐振电路一、谐振一、谐振一、谐振一、谐振(xizhn)(xizhn)频率与特性阻抗频率与特性阻抗频率与特性阻抗频率与特性阻抗第4页/共23页第五页，共23页。RLC 串联电路呈谐振状态时，感抗与容抗相等，即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，设谐振角频率为 0，则于是，则于是谐振角频率谐振角频率为为由于由于 0=2 f0，所以，所以谐振频率谐振频率为为 由此可见，谐振频率由此可

4、见，谐振频率(pnl)f0 只由电路中的电感只由电路中的电感 L 与电容与电容 C 决定，是电路中的固有参数，所以通常将谐振频率决定，是电路中的固有参数，所以通常将谐振频率(pnl)f0 叫做固有频率叫做固有频率(pnl)。电路发生谐振时的感抗电路发生谐振时的感抗(n kn)或容抗叫做特性阻抗，用符号或容抗叫做特性阻抗，用符号 表示，单位为欧姆表示，单位为欧姆()。第5页/共23页第六页，共23页。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(c sh)电电路路的的阻阻抗抗达达到到最最小小值值，

5、称称为为谐谐振振阻阻抗抗 Z0 或或谐谐振振电电阻阻 R，即即 Z0=|Z|max=R2电流呈现最大电流呈现最大谐谐振振(xizhn)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(xizhn)电流电流 I0，即，即二、串联谐振电路二、串联谐振电路二、串联谐振电路二、串联谐振电路(dinl)(dinl)的特点的特点的特点的特点第6页/共23页第七页，共23页。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 上的电压大小相等，即上的电压大小相等，即 UL=UC=XL I0=XC I0=QUS式中式中 Q 叫做叫

6、做(jiozu)串联谐振电路的品质因数，即串联谐振电路的品质因数，即 RLC 串联串联(chunlin)电路发生谐振时，电感电路发生谐振时，电感 L 与电容与电容 C 上的电压大小都是外加电源电压上的电压大小都是外加电源电压 US 的的 Q 倍，所以串联倍，所以串联(chunlin)谐振电路又叫做电压谐振。一般情况下串联谐振电路又叫做电压谐振。一般情况下串联(chunlin)谐振电路都符合谐振电路都符合 Q 1 的条件。的条件。第7页/共23页第八页，共23页。串联谐振电路常用来对交流信号进行串联谐振电路常用来对交流信号进行(jnxng)选择，例如接收机中选择电台信号，即调谐。选择，例如接收机

7、中选择电台信号，即调谐。三、串联谐振三、串联谐振三、串联谐振三、串联谐振(xizhn)(xizhn)的应用的应用的应用的应用第8页/共23页第九页，共23页。如果以角频率如果以角频率 C 或或 f 做为自变量，把回路电流做为自变量，把回路电流(dinli)做它的函数。做它的函数。电流大小电流大小 I 随频率随频率(pnl)f 变化的曲线，叫做谐振特性曲线，如图变化的曲线，叫做谐振特性曲线，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 第9页/共23页第十页，共23页。当外加电源当外加电源 uS 的频率的频率 f=f0 时，电路处于谐振状态；当时，电

8、路处于谐振状态；当 f f0 时，称为电路处于失谐时，称为电路处于失谐(sh xi)状态，若状态，若 f f0，则，则 XL f0，则，则 XL XC，电路呈感性。，电路呈感性。在实际应用中，规定把电流在实际应用中，规定把电流 I 范围在范围在(0.7071I0 I I0)所对应的频率范围所对应的频率范围(f1 f2)叫做叫做(jiozu)串联谐振电路的通频带串联谐振电路的通频带(又叫做又叫做(jiozu)频带宽度频带宽度)，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，串联谐振电路理论分析表明，串联谐振电路(dinl)的通频带为的通频带为

9、第10页/共23页第十一页，共23页。频率频率 f 在通频带以内在通频带以内(即即 f1 f f2)的信号，可以在串联谐振的信号，可以在串联谐振(xizhn)电路中产生较大的电流，而频率电路中产生较大的电流，而频率 f 在通频带以外在通频带以外(即即 f R，Q0 叫做谐振回路的空载叫做谐振回路的空载 Q 值，实际电路一般都满足该条件。值，实际电路一般都满足该条件。2谐振谐振(xizhn)阻抗阻抗 谐振谐振(xizhn)时电路阻抗达到最大值，且呈电阻性。谐振时电路阻抗达到最大值，且呈电阻性。谐振(xizhn)阻抗为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

10、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二、并联谐振电路的特点二、并联谐振电路的特点第17页/共23页第十八页，共23页。3谐谐振振(xizhn)电流电流 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 谐振时谐振时 XL0 XC0，则电感，则电感 L 支路支路(zh l)电流电流 IL0 与电容与电容 C 支路支路(zh l)电流电流 IC0 为为 即谐振时各支路电流为总电流的即谐振时各支路电流为总电流的 Q0 倍，所以倍，所以(suy)LC 并联谐振又叫做电流谐振。并联谐振又叫做电流谐振。当当 f f0 时，称为电路处于失谐状态，对于时，称

11、为电路处于失谐状态，对于 LC 并联电路来说，若并联电路来说，若 f f0，则，则 XL f0，则，则 XL XC，电路呈容性。，电路呈容性。第18页/共23页第十九页，共23页。4 通通 频频 带带(pndi)理论分析表明，并联理论分析表明，并联(bnglin)谐振电路的通频带为谐振电路的通频带为 频率频率 f 在通频带以内在通频带以内(即即 f1 f f2)的信号，可以在并联谐振回路的信号，可以在并联谐振回路(hul)两端产生较大的电压，而频率两端产生较大的电压，而频率 f 在通频带以外在通频带以外(即即 f f2)的信号，在并联谐振回路的信号，在并联谐振回路(hul)两端产生很小的电压，

12、因此并联谐振回路两端产生很小的电压，因此并联谐振回路(hul)也具有选频特性。也具有选频特性。第19页/共23页第二十页，共23页。【例【例9】如图】如图 9-6所示电感线圈与电容器构成的所示电感线圈与电容器构成的 LC 并联并联(bnglin)谐振电路，已知谐振电路，已知 R=10 ，L=80 H，C=320 pF。试求：试求：(1)该电路的固有谐振频率该电路的固有谐振频率 f0、通频带、通频带 B 与谐振阻抗与谐振阻抗|Z0|；(2)若已知谐振状态下总电流若已知谐振状态下总电流 I=100 A，则电感，则电感 L 支路与电容支路与电容 C 支路中的电流支路中的电流 IL0、IC0 为多少？

13、为多少？解：解：(1)(2)IL0 IC0=Q0I=5 mA。第20页/共23页第二十一页，共23页。单元单元单元单元(dnyun)(dnyun)小结小结小结小结串联串联(chunlin)与并联谐振电路具有不同的特与并联谐振电路具有不同的特点，见表：点，见表：第21页/共23页第二十二页，共23页。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(bnglin)谐振电路比较第22页/共23页第二十三页，共23页。