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串联谐振以及并联谐振电路课件
L –
(b)
Ic I IR
I1
Ic
C
•
U
I
(b) I1 sin 1 IC
U
U
I1
R2
X
2 L
R2 ( L)2
+ R
I1
Ic
U
C
L
sin1
XL
R2
X
2 L
L R2 ( L)2
–
IC
U XC
CU
可得
LU R2 ( L)2
CU
电路内部的电场与磁场间进行。电源只向R提供能量。
4. 电路的品质因数
特性阻抗
0L
1
0C
L C
品质因数 Q 0 L 1 L
R RC
UL和UC是Q倍 的电源电压,串
联谐振又称为电 压谐振。
高电压可能会损坏设备。在电力系统中应避 免发生串联谐振。而串联谐振在无线电工程中有 广泛应用。
一、 串联谐振
1. 谐振条件 U L UC
即: X L X C
arctan X L X C 0
R
电压与电流同相,电路 中发生串联谐振。
•
UL
•
UR
•
U
I•
•
UcI+ U Nhomakorabea–+R
U U+–L
– UC+–
R jXL – jXC
由L 1 C
可得:o
1 LC
谐振角 频率
作业:5-4、5-6
谐振频率
f
f0
2π
1 LC
2. 串联谐振电路特点 (1)总阻抗值最小;
Z R j(L 1 ) R C
(2) 电源电压一定时,电流最大;
UU I I0 Z R
•
UL
•
UR
•
U
I•
•
Uc
(3)电路呈电阻性,电容或电感上的电压可能高于 电源电压。
3. 谐振时电路中的能量变化 电路向电源吸收的 Q=0 ,谐振时电路能量交换在
C
( )
2
0
2
Y ( )
o
0
I( )
o
0
o
RLC串联电路的频率特性
6. 电路的选择特性
突出 O 及其附近频率所对
I( )
Io
应的电流而抑制远离 O 的频率
所对应的电流的性能称为电路
0
的选频特性。
o
曲线越尖锐,选择性越好,稍有 I
偏离谐振频率的信号就大大减弱。 IO
Q大曲线尖
I( )
U
1
R2 (L 1 )2
0.707
C 相对抑
Q=100
令:
o
I( ) I()
I ( )
IO 1
制比
0 1 1 2
整理得: IO 1 Q2( 1 )2
通频带
应用举例:无线电接收设备的输入调谐电路如图。
接收 天线
C 信号
L1
线圈
Ic
1
•
I
•
U
一般线圈电阻R<<XL (忽略R)得:
I1
1
0L
0C
0
1 LC
谐振频率
f0
2π
1 LC
(也可用导纳推倒,当Q>>1时)
2. 并联谐振电路的特点: (1)电压一定时,谐振时电流最小; (2)总阻抗最大; (3)电路呈电阻性,支路电流可能会大于总电流。
通过对电路谐振的分析,掌握谐振电路的特 点,在生产实践中,应该用其所长,避其所短。
L2
R
+ –
us1
+
– +
–
us2
C
us3
L
信号
可调 电容
各电台信号 (频率不同)
二、 并联谐振
+ I
U
L –
I1
Ic IR
CR
1. 谐振条件 (a)
(a) Y 1 j(C 1 )
R
L
由L 1 C
可得:o
1 LC
谐振频率
f0
2π
1 LC
+ I
I1
U R
5. 频率特性 电路的频率特性是指电路中的电压,电流,阻
抗或导纳等各量随变化的关系。
5. 频率特性
(1)阻抗角的频率特性
(相频特性)
L -
1
( ) arctg C
R
(2)导纳的模频率特性
Y1
1
Z
R2 (L 1 )2
C
(3)电流的频率特性
(幅频特性)
I( )
U
R2 (L 1 )2