电工基础063.第63课时.谐振电路资料.ppt

讨论由纯电感和纯电容所构成的串并联电路： 3. 串并联电路的谐振 (a) L1 L3 C2 (b) L1 C2 C3 上述电路既可以发生串联谐振(Z=0)，又可以发生并联谐振(Z=?)。可通过求入端阻抗来确定串、并联谐振频率。 对(a)电路，L1、C2并联，在低频时呈感性（Xl比Xc小）。随着频率增加，在某一角频率?1下发生并联谐振。??1时，并联部分呈容性（Xc比Xl小），在某一角频率?2下可与L3发生串联谐振。在并联状态下谁的阻抗小就呈现谁的性质。 对(b)电路L1、C2并联，在低频时呈感性。在某一角频率w1下可与C3发生串联谐振。ww1时，随着频率增加，并联部分可由感性变为容性，在某一角频率w2下发生并联谐振。 定量分析： (a) 当Z(w )=0，即分子为零，有： (a) L1 L3 C2 可解得： 当Y(w )=0，即分母为零，有： 可见， w 1w 2。 (a) L1 L3 C2 ? 1 ? X(? ) O ? 2 Z (? )=jX(? ) 阻抗的频率特性 (b) 分别令分子、分母为零，可得： 串联谐振 并联谐振 (b) L1 C2 C3 ? 1 ? X(? ) O ? 2 阻抗的频率特性 例 激励 u1(t)，包含两个频率w1、w2分量 (w1w2)： 要求响应u2(t)只含有w1频率电压。如何实现？ u1(t) =u11(w1)+u12(w2) LC串并联电路的应用： 可构成各种无源滤波电路 (passive filter)。 + _ u1(t) u2(t) 设计下列滤波电路实现： 解 并联谐振，开路 串联谐振，短路 w1 信号短路直接加到负载上。 该电路 w2 w1 ，滤去高频，得到低频。 C R C2 C3 L1 + _ u1(t) + _ u2(t) L1和C组成的并联电路这时 呈容性，与L2的感性互相抵消 1.在含有电抗元件的电路中，当端口电压与电流同相时，电路发生谐振。 小结 2.串联谐振电路 （电压谐振） ?串谐特征 ?谐振条件 ?谐振频率 阻抗最小 Z0=Zmin=R； 电流最大 I0=Imax； 电压 UL0=UC0=QU，U=UR 3.并联谐振电路 （电流谐振） ?谐振条件 ?谐振频率 电感线圈并联电容且满足R?0L时： ?并谐特征 阻抗最大 Z0=Zmax= ； 对电流源电压最大 U0=Umax； 电流 IL0=IC0=QI 谐振电路的频率特性 ?频率特性是指电路中的电压、电流、阻抗或导纳及阻抗角或导纳角等各量随频率变化的关系。 ?幅频特性表示幅度随?的变化关系。 ?相频特性表示相位随?的变化关系。 ?电流与频率的关系曲线，叫电流谐振曲线。 ?电压与频率的关系曲线，叫电压谐振曲线。 谐振曲线可以反映电路的选择性。 谐振电路对不同频率的信号具有选择性，电路的品质因数Q对这种选择性有较大影响。品质因数Q越大，曲线越尖锐，选择性越好。 选择性 通频带 B =f2 - f1 = 通频带B与品质因数Q成反比。Q值越高，B越窄；反之，Q值越低， B越宽。 概述：谐振是正弦电路中可能发生的一种特殊现象。由于回路在谐振状态下呈现某些特征，因此在工程中特别是电子技术中有着广泛的应用，但在电力系统中却常要加以防止。 6-1 串联谐振电路 一、谐振现象 谐振概念：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，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 此时阻抗角 二、串联电路的谐振条件 因为 若电路谐振 串联电路谐振条件：感抗=容抗 R j? L + _ 谐振角频率 和谐振频率 谐振条件 谐振角频率 谐振频率 三种调谐方法： （1）调频调谐： （2）调容调谐： （3）调感调谐： ?0由电路本身的参数决定，一个 R L C 串联电路只能有一个对应的?0 , 当外加频率等于谐振频率时，电路发生谐振。 ( 最常用的方法） 三、串联谐振电路的基本特征 1.电路阻抗最小,且为纯电阻 2.当电源电压一定时，谐振电流最大 3、 4、LC上的电压大小相等，相位相反，串联总电压为零，也称电压谐振，即 Q是反映谐振回路中电磁振荡程度的量，品质因数越大，总的能量就越大，维持一定量的振荡所消耗的能量愈小， 振荡程度就越剧烈。则振荡电路的“品质”愈好。一般讲在要求发生谐振的回路中总希望尽可能提高Q值。 谐振电路的频率特性 频率特性是指电路中的电压、电流、阻抗或导纳及阻抗角或导纳角等各量随频率变化的关系。 一、串联谐振电路的频率特性 ωL X ?Z? ?Y? ?