串联电路的谐振课件.pptVIP

串聯電路的諧振諧振(resonance)是正弦電路在特定條件下所產生的一種特殊物理現象，諧振現象在無線電和電工技術中得到廣泛應用，對電路中諧振現象的研究有重要的實際意義。含有R、L、C的一端口電路，在特定條件下出現端口電壓、電流同相位的現象時，稱電路發生了諧振。1.諧振的定義R,L,C電路發生諧振Rj?L+_2.串聯諧振的條件諧振角頻率(resonantangularfrequency)諧振頻率(resonantfrequency)諧振條件僅與電路參數有關串聯電路實現諧振的方式：（1）LC不變，改變w。（2）電源頻率不變，改變L或C(常改變C)。?0由電路本身的參數決定，一個RLC串聯電路只能有一個對應的?0,當外加頻率等於諧振頻率時，電路發生諧振。3.RLC串聯電路諧振時的特點入端阻抗Z為純電阻，即Z=R。電路中阻抗值|Z|最小。電流I達到最大值I0=U/R(U一定)。X(?)|Z(?)|XL(?)XC(?)R?0?Z(?)ORj?L+_+++___(2)LC上的電壓大小相等，相位相反，串聯總電壓為零，也稱電壓諧振，即特性阻抗品質因數當?＝w0L=1/(w0C)R時，UL=UCU例某收音機L=0.3mH，R=10?，為收到中央電臺560kHz信號，求（1）調諧電容C值；（2）如輸入電壓為1.5?V求諧振電流和此時的電容電壓。+_LCRu解(3)諧振時的功率P=UIcos?＝UI＝RI02=U2/R，電源向電路輸送電阻消耗的功率，電阻功率達最大。電源不向電路輸送無功。電感中的無功與電容中的無功大小相等，互相補償，彼此進行能量交換。+_PQLCR(4)諧振時的能量關係設則電場能量磁場能量（1）電感和電容能量按正弦規律變化，最大值相等WLm=WCm。L、C的電場能量和磁場能量作週期振盪性的能量交換，而不與電源進行能量交換。表明（2）總能量是常量，不隨時間變化，正好等於最大值。電感、電容儲能的總值與品質因數的關係：Q是反映諧振回路中電磁振盪程度的量，品質因數越大，總的能量就越大，維持一定量的振盪所消耗的能量愈小，振盪程度就越劇烈。則振盪電路的“品質”愈好。一般講在要求發生諧振的回路中總希望盡可能提高Q值。4.RLC串聯諧振電路的諧振曲線和選擇性（1）阻抗的頻率特性諧振曲線物理量與頻率關係的圖形稱諧振曲線，研究諧振曲線可以加深對諧振現象的認識。幅頻特性相頻特性2.電流諧振曲線幅值關係：I(w)與|Y(w)|相似。?(?)?0?O–?/2?/2阻抗相頻特性X(?)|Z(?)|XL(?)XC(?)R?0?Z(?)O阻抗幅頻特性?0?O|Y(?)|I(?)I(?)U/R從電流諧振曲線看到，諧振時電流達到最大，當?偏離?0時，電流從最大值U/R降下來。即，串聯諧振電路對不同頻率的信號有不同的回應，對諧振信號最突出(表現為電流最大)，而對遠離諧振頻率的信號加以抑制(電流小)。這種對不同輸入信號的選擇能力稱為“選擇性”。選擇性(selectivity)電流諧振曲線為了不同諧振回路之間進行比較，把電流諧振曲線的橫、縱坐標分別除以w0和I(w0)，即通用諧振曲線Q越大，諧振曲線越尖。當稍微偏離諧振點時，曲線就急劇下降，電路對非諧振頻率下的電流具有較強的抑制能力，所以選擇性好。因此，Q是反映諧振電路性質的一個重要指標。Q=10Q=1Q=0.51?2?10.7070?通用諧振曲線稱為通頻帶BW(BandWidth)可以證明：I/I0=0.707以分貝(dB)表示：20log10I/I0=20lg0.707=–3dB.所以，?1，?2稱為3分貝頻率。Q=1?0?2?10.707I00?根據聲學研究，如信號功率不低於原有最大值一半，人的聽覺辨別不出，這是定義通頻帶的實踐依據。例+_LCRu10?一信號源與R、L、C電路串聯，要求f0=104Hz，△f=100Hz，R=15?，請設計一個線性電路。解例一接收器的電路參數為：L=250mH,R=20W,C=150pF(調好),U1=U2=U3=10mV,w0=5.5?106rad/s,f0=820