《电路谐振》PPT课件

8.6 正弦稳态电路的,谐振,Resonance,一、,RLC,串联电路的谐振,二、,RLC,并联电路的谐振,8.6 正弦稳态电路的,谐振,谐振概念,（一）谐振条件,（二）谐振频率,（三）谐振特点,（四）品质因数,（五）频率特性,一、,RLC电路的串联谐振,Series Resonance,8.6 正弦稳态电路的,谐振,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,串联谐振：,L,与,C,串联时,u、i,同相,并联谐振,：,L,与,C,并联时,u、i,同相,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,：,8.6 正弦稳态电路的,谐振,（一）串联谐振的条件,R,L,C,串联谐振电路,、,同相,若令：,则：,谐振,串联谐振的条件是：,8.6 正弦稳态电路的,谐振,（二）谐振频率：,8.6 正弦稳态电路的,谐振,（三）串联谐振的特点,1、,2、,当电源电压一定时：,R,L,C,8.6 正弦稳态电路的,谐振,（三）串联谐振的特点,3、,当,时,U,C,、,U,L,将远大于电源电压,U,故串联谐振也称电压谐振。,R,L,C,8.6 正弦稳态电路的,谐振,（三）串联谐振的特点,4、,注意：,电感L的瞬时功率与电容C的瞬时功率在任何瞬时数值相等而符号相反，它们之间的能量相互补偿。激励只向电路提供电阻消耗的电能，电路与激励之间没有能量的交换。,5、,电抗部分可看作短路,R,L,C,8.6 正弦稳态电路的,谐振,（四）品质因素,Quality Factor,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。,谐振时:,在谐振状态下,Q,体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。仅与电路参数有关。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,1、网络的频率特性,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）。,网络,传递函数,：,（五）串联谐振的频率特性,根据网络的频率特性，可将网络分成低通、高通、带通、带阻、全通网络。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,低通滤波器,网络的传递函数,：,滤掉输入信号的高频成分，让低频成分通过。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,低通滤波器的传递函数,8.6 正弦稳态电路的,谐振,-,幅频特性：输出与输入有效值,之比与频率的关系。,其中：,相频特性：输出与输入相位差,与频率的关系。,-,8.6 正弦稳态电路的,谐振,幅频特性,低通滤波器的频率特性,1,0,0,：,带宽,：,截止频率,由幅频特性可知，低频的信号要比高频的信号更易通过这一电路，故称低通网络。,当,Q,1,显然：,Q愈高，曲线愈尖锐，靠近谐振频率附近电流愈大，失谐时电流下降愈快，即对非谐振频率下的电流抑制作用愈大。,谐振电路具有选出所需信号而同时抑制不需要信号的能力称为,电路的选择性,。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,0,通用谐振曲线讨论,可以证明：,可见 与,Q,相关。,结论,：,Q,愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐，选择性愈好。,Q,愈小，带宽愈大，曲线愈平坦，选择性愈差。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,Q,1,Q,2,Q,2,Q,1,0,通用谐振曲线讨论,可以证明：,可见 与,Q,相关。,结论,：从公式看，,Q,与,f,是矛盾的，在实际运用中，应根据具体情况兼顾两方面的要求。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,Q,1,Q,2,Q,2,Q,1,0,4、电压的频率特性,8.6 正弦稳态电路的,谐振,0,U,QU,U,lmax,U,Cmax,1,U,L,U,C,串联谐振应用举例,收音机接收电路,接收天线,与,C,：,组成谐振电路,将选择的信号送,接收电路,8.6 正弦稳态电路的,谐振,二、并联谐振电路,Parallel Resonance,对偶关系,R,L,C,8.6 正弦稳态电路的,谐振,串联谐振和并联谐振特点对比：,Q在几十-几百,Q在几十-几百,7,6,5,4,3,Y=G+j(Y,C,+Y,L,)=G,最小,Z=R+j(X,L,+X,C,)=R,最小,2,Y,C,+Y,L,=0,X,L,+X,C,=0,1,并联谐振,串联谐振,8.6 正弦稳态电路的,谐振,串联谐振,并联谐振,8,无功功率Q=0,无功功率Q=0,9,电路呈现阻性,电路呈现阻性,10,11,12,电抗部分对外可短路,电抗部分对外可开路,串联谐振和并联谐振特点对比：,8.6 正弦稳态电路的,谐振,或,理想情况下并联谐振条件,8.6 正弦稳态电路的,谐振,并联谐振的特点,同相。,、,电路的总阻抗最大。,定性分析:,Z,理想情况下,谐振时：,8.6 正弦稳态电路的,谐振,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。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,并联谐振特性曲线,容性,感性,8.6 正弦稳态电路的,谐振,0,虚部,实部,则,、,同相,虚部=0。,谐振条件：,(1)、非理想情况下并联谐振条件,8.6 正弦稳态电路的,谐振,由上式虚部,(2)、并联谐振频率,得：,或,当,时,R,L,C,8.6 正弦稳态电路的,谐振,例1：将一线圈（,L,=4mH，,R,=50,）与电容器（,C,=160pF）串联接在25V的电源上，,（1）当,f,0,=200KHz谐振时，求,I,0,和,U,C,；,（2）当,f,增加10%时，再求,I,和,U,C,。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,例1：将一线圈（,L,=4mH，,R,=50,）与电容器（,C,=160pF）串联接在25V的电源上，,（1）当,f,0,=200KHz谐振时，求,I,0,和,U,C,；,（2）当,f,增加10%时，再求,I,和,U,C,。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,可见频率偏离10%时，I和Uc已经衰减了很多,例2 电路如图所示。若 ，问哪些一端口 相当于短路？哪些一端口相当于开路？,8.6 正弦稳态电路的,谐振,50,50,50,mH,10,F,100,mH,10,F,及电路所消耗的平均功率,P,。,8.6 正弦稳态电路的,谐振,今日作业：,8-45,8-48,8-50,