1、高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿9 諧振電路諧振電路高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿9諧振電路諧振電路 教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) ： 掌握串、并聯(lián)諧振電路的條件和特點(diǎn)，以及諧振電路選掌握串、并聯(lián)諧振電路的條件和特點(diǎn)，以及諧振電路選擇性、品質(zhì)因數(shù)和通頻帶之間的關(guān)系。擇性、品質(zhì)因數(shù)和通頻帶之間的

2、關(guān)系。 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：理解諧振電路選頻特性的原理。理解諧振電路選頻特性的原理。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿9諧振電路諧振電路9.1串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路9.2電感線圈和電容器的并聯(lián)諧振電路電感線圈和電容器的并聯(lián)諧振電路單元小結(jié)單元小結(jié)高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿9.

3、1串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路一、諧振頻率與特性阻抗一、諧振頻率與特性阻抗二、串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)二、串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)三、串聯(lián)諧振的應(yīng)用三、串聯(lián)諧振的應(yīng)用高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿工作在諧振狀態(tài)下的電路稱為諧振電路，諧振電路在電子工作在諧振狀態(tài)下的電路稱為諧振電路，諧振電路在電子技術(shù)與工程技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。諧振電路最為明顯的特征技術(shù)與工程技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。諧振電路最為明顯的特征是是整個(gè)電路呈電阻性整個(gè)電路呈電阻性，即電路的等效阻

4、抗為，即電路的等效阻抗為 Z0=R ，總電壓與，總電壓與總電流同相?？傠娏魍?。動(dòng)畫動(dòng)畫 8-8 串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路一、諧振頻率與特性阻抗一、諧振頻率與特性阻抗高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿RLC 串聯(lián)電路呈諧振狀態(tài)時(shí)，感抗與容抗相等，即串聯(lián)電路呈諧振狀態(tài)時(shí)，感抗與容抗相等，即 XL = XC ，設(shè)諧振角頻率為，設(shè)諧振角頻率為 0，則于是，則于是諧振角頻諧振角頻率率為為CL001 LC10 由于由于 0 = 2 f0，所以，所以諧

5、振頻率諧振頻率為為 LCf 210由此可見，諧振頻率由此可見，諧振頻率 f0 只由電路中的電感只由電路中的電感 L 與電容與電容 C 決定，決定，是電路中的固有參數(shù)，所以通常將諧振頻率是電路中的固有參數(shù)，所以通常將諧振頻率 f0 叫做叫做固有頻率固有頻率。 電路發(fā)生諧振時(shí)的感抗或容抗叫做電路發(fā)生諧振時(shí)的感抗或容抗叫做特性阻抗特性阻抗，用符號，用符號 表表示，單位為歐姆示，單位為歐姆( ( ) )。CLCL 001高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演

6、示文稿1電路呈電阻性電路呈電阻性當(dāng)外加電源當(dāng)外加電源 uS 的頻率的頻率 f = f0 時(shí)，電路發(fā)生諧振，由于時(shí)，電路發(fā)生諧振，由于 XL = XC，則此時(shí)電路的阻抗達(dá)到最小值，稱為，則此時(shí)電路的阻抗達(dá)到最小值，稱為諧振阻抗諧振阻抗 Z0 或或諧振電阻諧振電阻 R ，即，即 Z0 = |Z|max = R2電流呈現(xiàn)最大電流呈現(xiàn)最大諧振時(shí)電路中的電流則達(dá)到了諧振時(shí)電路中的電流則達(dá)到了最大值最大值，叫做，叫做諧振電流諧振電流 I0 ，即即RUIS0 二、串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)二、串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher

7、 Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿3電感電感 L 與電容與電容 C 上的電壓上的電壓串聯(lián)諧振時(shí)，電感串聯(lián)諧振時(shí)，電感 L 與電容與電容 C 上的上的電壓大小相等電壓大小相等，即，即 UL = UC = XL I0 = XC I0 = QUS式中式中 Q 叫做串聯(lián)諧振電路的叫做串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)，即，即 CRRLRQ001 RLC 串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，電感串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，電感 L 與電容與電容 C 上的上的電壓大電壓大小都是外加電源電壓小都是外加電源電壓 US 的的 Q 倍倍，所以串聯(lián)諧振電路又叫做，所以串聯(lián)諧振電路又叫做電電壓諧

8、振壓諧振。一般情況下串聯(lián)諧振電路都符合。一般情況下串聯(lián)諧振電路都符合 Q 1 的條件。的條件。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿串聯(lián)諧振電路常用來對交流信號進(jìn)行選擇，例如接收機(jī)串聯(lián)諧振電路常用來對交流信號進(jìn)行選擇，例如接收機(jī)中選擇電臺信號，即中選擇電臺信號，即調(diào)諧調(diào)諧。 三、串聯(lián)諧振的應(yīng)用三、串聯(lián)諧振的應(yīng)用高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Pre

9、ss電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿如果以角頻率如果以角頻率 C 或或 f 做為自變量，把回路電流做它的函做為自變量，把回路電流做它的函數(shù)。數(shù)。電流大小電流大小 I 隨頻率隨頻率 f 變化變化的曲線，叫做的曲線，叫做諧振特性曲線諧振特性曲線，如圖如圖 8-7 所示。所示。 圖圖 8-7RLC 串聯(lián)電路的諧振特性曲線串聯(lián)電路的諧振特性曲線 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿當(dāng)外加電源當(dāng)外加電源 uS 的頻率的頻率 f =

10、f0 時(shí)，電路處于諧振狀態(tài)；當(dāng)時(shí)，電路處于諧振狀態(tài)；當(dāng) f f0 時(shí)，稱為電路處于時(shí)，稱為電路處于失諧狀態(tài)失諧狀態(tài)，若，若 f f0 ，則，則 XL f0 ，則，則 XL XC ，電路呈感性。，電路呈感性。在實(shí)際應(yīng)用中，規(guī)定把電流在實(shí)際應(yīng)用中，規(guī)定把電流 I 范圍在范圍在( (0.7071I0 I I0) )所所對應(yīng)的頻率范圍對應(yīng)的頻率范圍( (f1 f2) )叫做串聯(lián)諧振電路的叫做串聯(lián)諧振電路的通頻帶通頻帶( (又叫做又叫做頻頻帶寬度帶寬度) )，用符號，用符號 B 或或 f 表示，其單位也是頻率的單位。表示，其單位也是頻率的單位。理論分析表明，串聯(lián)諧振電路的通頻帶為理論分析表明，串聯(lián)諧振電

11、路的通頻帶為QffffB012 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿頻率頻率 f 在通頻帶以內(nèi)在通頻帶以內(nèi) ( (即即 f1 f f2 ) )的信號，可以在串聯(lián)諧的信號，可以在串聯(lián)諧振電路中產(chǎn)生較大的電流，而頻率振電路中產(chǎn)生較大的電流，而頻率 f 在通頻帶以外在通頻帶以外 ( (即即 f R，Q0 叫做諧振回路的空載叫做諧振回路的空載 Q 值，實(shí)際電路一值，實(shí)際電路一般都滿足該條件。般都滿足該條件。100 RLQ LCfLC 21 , 10

12、2諧振阻抗諧振阻抗 諧振時(shí)電路阻抗達(dá)到最大值，且呈電阻性。諧振阻抗為諧振時(shí)電路阻抗達(dá)到最大值，且呈電阻性。諧振阻抗為CRLRQQRZ 20200)1(理論上可以證明理論上可以證明 LC 并聯(lián)諧振角頻率并聯(lián)諧振角頻率 0 與頻率與頻率 f0 分別為分別為二、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)二、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿3諧振電流諧振電流 電路處于諧振狀態(tài)，總電流為最小值電路處于諧振狀態(tài)，總電流為最小值 00ZUI 諧振時(shí)諧振時(shí) X

13、L0 XC0 ，則電感，則電感 L 支路電流支路電流 IL0 與電容與電容 C 支路支路電流電流 IC0 為為000000IQXUXUIILCCL 即諧振時(shí)各支路電流為總電流的即諧振時(shí)各支路電流為總電流的 Q0 倍，所以倍，所以 LC 并聯(lián)諧并聯(lián)諧振又叫做振又叫做電流諧振電流諧振。 當(dāng)當(dāng) f f0 時(shí)，稱為電路處于失諧狀態(tài)，對于時(shí)，稱為電路處于失諧狀態(tài)，對于 LC 并聯(lián)電路并聯(lián)電路來說，若來說，若 f f0 ，則，則 XL f0 ，則，則 XL XC ，電路呈容性。，電路呈容性。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Edu

14、cation Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿4通頻帶通頻帶 理論分析表明，并聯(lián)諧振電路的通頻帶為理論分析表明，并聯(lián)諧振電路的通頻帶為 0012QfffB 頻率頻率 f 在通頻帶以內(nèi)在通頻帶以內(nèi) ( (即即 f1 f f2 ) )的信號，可以在并的信號，可以在并聯(lián)諧振回路兩端產(chǎn)生較大的電壓，而頻率聯(lián)諧振回路兩端產(chǎn)生較大的電壓，而頻率 f 在通頻帶以外在通頻帶以外 ( (即即 f f2) )的信號，在并聯(lián)諧振回路兩端產(chǎn)生很小的電的信號，在并聯(lián)諧振回路兩端產(chǎn)生很小的電壓，因此并聯(lián)諧振回路也具有選頻特性。壓，因此并聯(lián)諧振回路也具有選頻特性。 高 等 教 育高 等 教 育

15、 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿【例【例9】如圖】如圖 9-6所示電感線圈與電容器構(gòu)成的所示電感線圈與電容器構(gòu)成的 LC 并聯(lián)諧并聯(lián)諧振電路，已知振電路，已知 R = 10 ，L = 80 H，C = 320 pF。 試求：試求：( (1) ) 該電路的固有諧振頻率該電路的固有諧振頻率 f0、通頻帶、通頻帶 B 與諧振阻抗與諧振阻抗 |Z0|；( (2) ) 若已若已知諧振狀態(tài)下總電流知諧振狀態(tài)下總電流 I = 100 A，則電感，則電感 L 支路與電容支路與電容

16、C 支路支路中的電流中的電流 IL0、IC0 為多少？為多少？解：解：( (1) ) 50 MHz121 rad/s1025. 610060 RLQLCfLC ，k25 kHz2020000 RQZQfB，( (2) ) IL0 IC0 = Q0I = 5 mA。 高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿單元小結(jié)單元小結(jié)串聯(lián)與并聯(lián)諧振電路具有不同的特點(diǎn)，見表：串聯(lián)與并聯(lián)諧振電路具有不同的特點(diǎn)，見表：高 等 教 育高 等 教 育 出 版 社出 版 社Higher Education PressHigher Education Press電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能演示文稿演示文稿適用于高內(nèi)阻的信號源 適用于低內(nèi)阻的信號源 對電