电路第五版课件邱关源罗先觉第十一章.ppt

(4) 谐振时的功率 P=UIcos?＝UI＝RI02=U2/R， 电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。 电源不向电路输送无功。电感中的无功与电容中的无功大小相等，互相补偿，彼此进行能量交换。 + _ P Q L C R 注意 下 页 上 页 返 回 (5) 谐振时的能量关系 设 则 电场能量 磁场能量 电感和电容能量按正弦规律变化，最大值相等 WLm=WCm。L、C的电场能量和磁场能量作周期振荡性的交换，而不与电源进行能量交换。 表明 下 页 上 页 返 回 总能量是不随时间变化的常量，且等于最大值。 电感、电容储能的总值与品质因数的关系： Q是反映谐振回路中电磁振荡程度的量，Q越大，总能量就越大，维持振荡所消耗的能量愈小，振荡程度越剧烈。则振荡电路的“品质”愈好。一般在要求发生谐振的回路中希望尽可能提高Q值。 下 页 上 页 返 回 例 一接收器的电路参数为：U=10V w=5?103 rad/s, 调C使电路中的电流最大，Imax=200mA，测得电容电压为600V，求R、L、C及Q。 解 + _ L C R u V 下 页 上 页 返 回 11.3 RLC串联电路的频率响应 研究物理量与频率关系的图形（谐振曲线）可以加深对谐振现象的认识。 的频率响应 为比较不同谐振回路，令 下 页 上 页 返 回 幅频特性 相频特性 Q=10 Q=1 Q=0.5 1 o ? 下 页 上 页 返 回 在谐振点响应出现峰值，当? 偏离?0时，输出下降。即串联谐振电路对不同频率信号有不同的响应，对谐振信号最突出(响应最大)，而对远离谐振频率的信号具有抑制能力。这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。 谐振电路具有选择性 表明 谐振电路的选择性与Q成正比 Q越大，谐振曲线越陡。电路对非谐振频率的信号具有强的抑制能力，所以选择性好。因此Q是反映谐振电路性质的一个重要指标。 下 页 上 页 返 回 谐振电路的有效工作频段 半功率点 声学研究表明，如信号功率不低于原有最大值一半，人的听觉辨别不出。 1 ?2 ?1 0.707 Q=10 Q=1 Q=0.5 o ? 半功率点 下 页 上 页 返 回 通频带规定了谐振电路允许通过信号的频率范围。是比较和设计谐振电路的指标。 通频带 可以证明： HdB= 20log10[UR（j?）/US（j1）] 20lg0.707 = –3 dB 定义： 3分贝频率 下 页 上 页 返 回 例1 一接收器的电路参数为： L=250mH, R=20W, U1=U2=U3=10mV, 当电容调至 C=150pF时谐振 w0=5.5?106rad/s, f0=820 kHz f (kHz) 北京台 中央台 北京经济台 ? L 820 640 1026 X -1290 –1660 -1034 0 – 660 577 1290 1000 1611 UR0=10 UR1=0.304 UR2=0.346 UR=UR/|Z| + _ + _ + L C R u1 u2 u3 _ 下 页 上 页 返 回 UR0=10 UR1=0.304 UR2=0.346 UR=UR/|Z| (mA) ∴收到北京台820kHz的节目。 820 640 1200 UR(f ) f (kHz) o 下 页 上 页 返 回 * * + _ u1 + _ u2 i1 L1 L2 i2 M 理想变压器模型 * * n:1 + _ u1 + _ u2 i1 i2 变流关系 考虑理想化条件： 0 下 页 上 页 返 回 若i1、i2一个从同名端流入，一个从同名端流出，则有： 下 页 上 页 注意 * * n:1 + _ u1 + _ u2 i1 i2 变阻抗关系 注意 理想变压器的阻抗变换只改变阻抗的大小，不改变阻抗的性质。 * * n:1 + _ + _ Z n2Z + – 返 回 理想变压器的特性方程为代数关系，因此它是无记忆的多端元件。 理想变压器既不储能，也不耗能，在电路中只起传递信号和能量的作用。 功率性质 下 页 上 页 * * n:1 + _ u1 + _ u2 i1 i2 表明 返 回 例1 已知电源内阻RS=1k?，负载电阻RL=10?。为使RL获得最大功率，求理想变压器的变比n。 当 n2RL=RS 时匹配，即 10n2=1000 ? n2=100， n=10 . 下 页 上 页 RL uS RS * * n:1 + _ n2RL + – uS RS 解 应用变阻抗性质 返 回 例2 方法1：列方程 解得 下 页 上 页 + – 1 : 10 5