第5章諧振電路(已修改)
2024-08-06 12:20 本頁面
【正文】 第 5章 諧振電路 關(guān)聯(lián) 諧振 RLC 串聯(lián)電路 的基本關(guān)系 正弦交流 電路的最大 功率傳輸 諧振 電路的應(yīng)用 本章教學(xué)目的及要求 從頻率的角度分析 RLC串聯(lián)電路和并聯(lián)電路；通過分析掌握 RLC電路產(chǎn)生諧振的條件；熟悉諧振發(fā)生時(shí)諧振電路的基本特性和頻率特性；掌握諧振電路的諧振頻率和阻抗等電路參數(shù)的計(jì)算；熟悉交流電路中負(fù)載獲得最大功率的條件。 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 熟悉串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振的條件，理 解串諧電路的基本特性和頻率特性，掌握串諧時(shí)電路 頻率和阻抗等的計(jì)算。 串聯(lián)諧振 諧振的概念 含有電感 L 和電容 C 的電路，如果無功功率得到 完全的補(bǔ)償 ，即端口電壓和電流出現(xiàn) 同相 現(xiàn)象時(shí)，此 時(shí)電路的功率因數(shù) cosφ=1，稱電路處于 諧振 狀態(tài)。 諧振電路在無線電工程和電子測(cè)量技術(shù)等許多電 路中應(yīng)用非常廣泛。 諧振 串聯(lián)諧振： 含有 L和 C的串聯(lián)電路出現(xiàn) u、 i同相 并聯(lián)諧振： 含有 L和 C的并聯(lián)電路出現(xiàn) u、 i同相 串聯(lián)諧振電路 CU?R SU?RU?LU?I?L C 串諧電路復(fù)阻抗： ??? /)1( ZjXRCLjRZ ??????RXXRZCLX a r c t a n 1 22 ????? ??? ，其中： ?????????????//Z/0/ SSS IUZUZUI串諧電路中的電流： RLC串聯(lián)電路的基本關(guān)系 由串諧電路復(fù)阻抗： ??? /)1( ZjXRCLjRZ ?????? 00a r c t a n ??? XRX ，即?據(jù)前所述，諧振時(shí) u、 i同相， φ =0： fCfLCL ???? 212 1 ?? 或電抗等于 0時(shí)，必定有感抗與容抗相等： 串聯(lián)諧振的條件 串諧條件 由串諧條件又可得到串諧時(shí)的電路頻率為： LC1 2100 ?? ?? 或LCfRCLjRZ ???? )1( ??CLC ??? 1L 00 ???，所以諧振電流 I0最大。 f0是 RLC串聯(lián)諧振電路的固有頻率，只與電路的 參數(shù)有關(guān) ，與信號(hào)源無關(guān)。 由此可得使串聯(lián)電路發(fā)生諧振的方法： ①調(diào)整信號(hào)源的頻率，使它等于電路的固有頻率； ②信號(hào)源頻率不變，調(diào)整 L和 C值的大小，使電路中 的固有頻率等于信號(hào)源的頻率。 串聯(lián)諧振電路的基本特性 u、 i同相，電路復(fù)阻抗為電阻性質(zhì)： ρ 是衡量串諧電路性能的一個(gè)重要指標(biāo)： RRLQ ?? ?? 0 Q是衡量串諧電路性能的另一個(gè)重要指標(biāo)： 品質(zhì)因數(shù) Q的大小可達(dá)幾十至幾百，一般為 50~200。 電路在串聯(lián)諧振狀態(tài)下，電路的感抗或容抗往往比電 阻大得多，因此： SS0S00L0C0 QUURLRULIUU ????? ??? 由于諧振電路的品質(zhì)因數(shù)很高，所以可知?jiǎng)討B(tài)元 件兩端的電壓在諧振狀態(tài)下要比外加的信號(hào)源電壓大 得多，因此通常也將串聯(lián)諧振稱為 電壓諧振 。 已知 RLC串聯(lián)電路中的 L=， C=1000pF， R 為 10Ω， 電源電壓 US=，若電路發(fā)生諧振， 求：電路的 f0、 ρ、 Q、 UC0和 I0。 A1010103 1 63 1 6101 0 0 0KHz5 0 01021101 0 0 1213S0SC00123131230???????????????????????????????????R
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