知識(shí)目標(biāo)掌握串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的特點(diǎn)及應(yīng)用了解電路中產(chǎn)生非正弦交流量的原因了解非諧波和頻譜的概念

技能目標(biāo)會(huì)分析串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振電路能應(yīng)用串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振回路的選頻特性。能對(duì)串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的特性進(jìn)行測(cè)試與分析。會(huì)非正弦周期信號(hào)的頻譜分析、有效值、平均值、平均功率計(jì)算素質(zhì)目標(biāo)實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神、職業(yè)道德意識(shí)任務(wù)一分析測(cè)試串聯(lián)諧振電路任務(wù)二分析并聯(lián)諧振電路任務(wù)三觀測(cè)與分析諧波信號(hào)情境任務(wù)1、普通收音機(jī)如何調(diào)臺(tái)？2、調(diào)臺(tái)時(shí)到底調(diào)什么？3、為什么有的收音機(jī)噪音大，有的卻很?。?、為什么有時(shí)會(huì)聽到幾個(gè)電臺(tái)同時(shí)廣播？問題提出能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)（1）能深刻理解諧振的概念。（2）能應(yīng)用串聯(lián)諧振回路的選頻特性。（3）能對(duì)串聯(lián)諧振的特性進(jìn)行測(cè)試與分析。

(1)諧振的概念。(2)串聯(lián)諧振的條件、基本特征、諧振曲線和通頻帶。

任務(wù)一分析測(cè)試串聯(lián)諧振電路

串聯(lián)諧振時(shí)候的特點(diǎn)？串聯(lián)諧振時(shí)的復(fù)阻抗？串聯(lián)諧振時(shí)電壓和電流的關(guān)系？思考由電感L和電容C組成的，可以在某個(gè)頻率上發(fā)生諧振現(xiàn)象的電路，統(tǒng)稱為諧振電路。含有電感和電容的不含獨(dú)立源的二端網(wǎng)絡(luò)，在一定條件下形成的網(wǎng)絡(luò)端電壓和總電流同相的現(xiàn)象。1、諧振的概念：復(fù)阻抗為：串聯(lián)諧振電路

LCR當(dāng)XL=XC知識(shí)一串聯(lián)諧振一、串聯(lián)諧振條件諧振條件根據(jù)諧振條件：諧振頻率當(dāng)電源角頻率ω=ω0電路的固有諧振角頻率時(shí)ω0諧振角頻率由電路本身的參數(shù)L，C所決定，可得：LCR二、串聯(lián)諧振電路的特性阻抗和品質(zhì)因數(shù)LCR根據(jù)諧振條件：諧振阻抗純電阻

為特性阻抗，單位為Ω，大小與L、C有關(guān)，與

無關(guān)諧振時(shí)容抗諧振時(shí)感抗在諧振電路中，常用品質(zhì)因數(shù)來衡量諧振電路的性質(zhì)。品質(zhì)因數(shù)用Q表示，在實(shí)際工程中，Q值一般在10到500之間。定義：三、串聯(lián)諧振電路的特性(1)Z0為純電阻，即Z0=R，此時(shí)Z0值為最??；(2)電壓電流同相，且電流達(dá)到最大值諧振電流(3)電路中L和C兩端電壓大小相等，相位相反，相互抵消LCR

當(dāng)ω<ω0時(shí)，ωL>回路呈容性。當(dāng)ω>ω0時(shí)，ωL>回路呈感性三、串聯(lián)諧振電路的特性（1）諧振時(shí)，回路電抗X=0，阻抗Z=R為最小值,且為純電阻。其它頻率時(shí)回路電抗X≠0LCR(2)電壓電流同相，且電流達(dá)到最大值諧振電流L和C兩端電壓大小相等，相位相反，相互抵消LCR諧振時(shí),L和C兩端均可能出現(xiàn)高電壓.注意在電力工程中表現(xiàn)為有害，應(yīng)預(yù)防在無線電和電子工程中極為有用，（3）電感及電容兩端電壓模值相等，且等于外加電壓的Q倍。相位相反（4）諧振時(shí)，能量只在R上消耗，電容和電感之間進(jìn)行磁場(chǎng)能量和電場(chǎng)能量的轉(zhuǎn)換，電源和電路之間沒有能量轉(zhuǎn)換,UR=I0RLCR串聯(lián)諧振電路的這個(gè)特性在通信與無線電技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。例如，收音機(jī)的輸入電路就是一個(gè)串聯(lián)諧振電路，它之所以能從眾多廣播電臺(tái)的微弱信號(hào)中將所需電臺(tái)的信號(hào)鑒別與選擇出來，正是依靠電路對(duì)某電臺(tái)的信號(hào)頻率諧振時(shí)可從電容上獲得比輸入信號(hào)大Q倍的電壓來實(shí)現(xiàn)。在電力系統(tǒng)中，由于電源電壓數(shù)值較高，串聯(lián)諧振產(chǎn)生的高電壓會(huì)引起電氣設(shè)備的損壞，因此，設(shè)計(jì)這種電路時(shí)要考慮設(shè)法避免出現(xiàn)諧振或接近諧振的情況。Z=ω00Rω阻抗模稱幅頻特性1、阻抗的頻率特性四、串聯(lián)諧振電路的特性曲線當(dāng)

＝

0時(shí)，阻抗值最小且純電阻。(1).幅頻特性LCR表明阻抗角稱相頻特性ω90°-90°ω0容性感性當(dāng)>0，XL>XC呈感性

當(dāng)<0，XL<XC呈容性

Z=(2)相頻特性LCR當(dāng)

=0，XL=XC呈電阻性

表明2、電流的諧振曲線ωω00II0LCR

2、隨偏離

0，電流將從諧振時(shí)的極大值下降，此時(shí)它對(duì)電流有抑制能力。ωω00II0電流的諧振曲線特點(diǎn)1、

＝

0時(shí)電流最大值Q=100Q=2003、Q越大曲線越陡直特點(diǎn)3．通用諧振曲線以ω/ω0為自變量，以I/I0為因變量、以不同品質(zhì)因數(shù)Q為參變量作出的諧振曲線稱為通用電流諧振曲線。

通用諧振曲線

1Q=50Q=100Q=2000.10.20.30.40.51ω/ωoI/IoQ值越高，曲線就越尖銳，表明（1）.串聯(lián)諧振電路的選擇性

選擇性是衡量電路選擇有用電信號(hào)能力的指標(biāo)。當(dāng)ω=ω0時(shí)電流達(dá)到最大值，使輸出的電壓UC或UL）也最大，而我們頻率為ω1和ω2電信號(hào)在電路中產(chǎn)生的電流很小，輸出電壓也小。達(dá)到選擇有用電信號(hào)ω0的目的。Q值越高，曲線就越尖銳，因而選擇性也就越好。ωω00II0ω1ω2LCRQ=100Q=200五、串聯(lián)諧振電路的選擇性與通頻帶ω1（f1）和ω2（f2）為通頻帶的邊界角頻率（或邊界頻率）。f1稱為下限截止頻率，f2稱為上限截止頻率(2)通頻帶ω00ω1ω2I0Iω0.707I0BB=2△ω0.7=ω2-ω1或當(dāng)電源的ω（f）變化時(shí),使電流I≥I0即I≥0.707I0時(shí),的頻率范圍稱為通頻帶以B表示1.定義通頻帶寬窄對(duì)電路性能有影響嗎？通頻帶過窄使傳輸信號(hào)不能完全通過，從而造成信號(hào)失真。(3).通頻帶、選擇性與品質(zhì)因素Q的關(guān)系通頻帶定義可知,Q愈高曲線愈尖銳通頻帶愈窄ωω00II0Q1Q2Q2>Q1Q愈高回路的選擇性愈好兩者存在矛盾。實(shí)際當(dāng)中如何兼顧二者，應(yīng)具體情況具體分析。五、電壓源內(nèi)阻及負(fù)載電阻的影響有載品質(zhì)因數(shù)串聯(lián)諧振回路適用于低內(nèi)阻的電壓源LCRSRRL無載品質(zhì)因數(shù)考慮RS、RL后Q下降，通頻帶變寬，選擇性變差表明串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例收音機(jī)的輸入電路：接收天線：組成諧振電路電路圖調(diào)C，對(duì)所需信號(hào)頻率產(chǎn)生串聯(lián)諧振等效電路+-最大則為來自3個(gè)不同電臺(tái)(不同頻率)的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)例：已知：解：若要收聽節(jié)目，C應(yīng)配多大？+-則：表明：當(dāng)C調(diào)到204pF時(shí)，可收聽到

的節(jié)目。(1)

已知：所需信號(hào)被放大了78倍+-信號(hào)在電路中產(chǎn)生的電流有多大？在C

上產(chǎn)生的電壓是多少？(2)已知電路在解：時(shí)產(chǎn)生諧振這時(shí)例：某串聯(lián)諧振電路，已知L=500uH,C=2000pF,Q=50,電源電壓有效值Us=100mV,試求電路的諧振頻率f0,諧振時(shí)的電流I和電容上的電壓Uc諧振時(shí)的電流諧振時(shí)電容上的電壓例：串聯(lián)諧振電路中，U=25mV，R=50Ω，L=4mH，C=160pF。求電路的f0、I0、ρ、

Q和UC0。電壓諧振RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件是什么？檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果RLC串聯(lián)諧振的頻率如何計(jì)算？RLC串聯(lián)諧振有哪些特性？RLC串諧電路的品質(zhì)因數(shù)Q對(duì)電路選擇性和通頻帶有什么影響？RLC串聯(lián)諧振電源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)品質(zhì)因數(shù)Q有哪些特性？能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)（1）能解釋并聯(lián)諧振的選頻、濾波特性。（2）能對(duì)并聯(lián)諧振的特性進(jìn)行分析。并聯(lián)諧振的條件、基本特征、諧振曲線和通頻帶。。

任務(wù)二分析并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振時(shí)候的特點(diǎn)？并聯(lián)諧振時(shí)的復(fù)阻抗？并聯(lián)諧振時(shí)電壓和電流的關(guān)系？思考知識(shí)二并聯(lián)諧振電路由電感線圈和電容器相并聯(lián)構(gòu)成的諧振電路稱并聯(lián)諧振電路線圈內(nèi)阻串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振條件有區(qū)別?一、并聯(lián)諧振的條件并聯(lián)諧振的條件：二、諧振頻率并聯(lián)諧振的條件：諧振頻率ω

，ω0各表示什么角頻率？三、并聯(lián)諧振電路的特性（1）諧振時(shí)，諧振阻抗最大,且為純電阻性(3)若電源(為電流源，并聯(lián)諧時(shí))，由于諧振阻抗模值最大，故回路端電壓為最大(2)諧振時(shí)，回路阻抗為純電阻，回路端電壓與總電流同相。(4)諧振時(shí)，電感支路電流與電容支路電流近似相等，并為總電流的Q倍。諧振角頻率諧振頻率特性阻抗品質(zhì)因數(shù)諧振阻抗并聯(lián)諧振的參數(shù)已知RLC電路，已知R=10Ω，L=0.1mH，C=100pF，求諧振頻率f0和諧振阻抗丨Z0丨例

解三、并聯(lián)諧振電路的諧振曲線(分子、分母同除R）1．阻抗的幅頻特性圖1阻抗幅頻曲線

0ωωo感性容性圖2阻抗相頻曲線

回路阻抗最大，純電阻性

，XL>XC回路阻抗呈容性XL<XC回路阻抗呈感性，

+-諧振時(shí)有效值2、電壓幅頻曲線1Q101Q2Q2>

Q1

電壓諧振曲線

Q值越高，曲線就越尖銳，表明3.并聯(lián)諧振回路的通頻帶1f0f1U/U00f20.707B通頻帶:B=f1-f2=2△f=f0/Q并聯(lián)諧振時(shí)，Q值的大小對(duì)電路的選擇性和通頻帶的影響如何？1Q101Q2Q2>

Q1

Q值越大選擇性越好，但通頻帶變窄由于RS,RL影響,回路總阻抗下降,

使Q值下降,曲線變平坦,通頻帶變寬,選擇性變差,理想情況RS,RL很大.5、電源內(nèi)阻對(duì)并聯(lián)諧振電路的影響無載品質(zhì)因數(shù)有載品質(zhì)因數(shù)說明：并聯(lián)諧振電路只適宜配合高內(nèi)阻信號(hào)源工作。RLRSZ0RLC并聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件是什么？檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果RLC并聯(lián)諧振的頻率如何計(jì)算？RLC并聯(lián)諧振有哪些特性？RLC并諧電路的品質(zhì)因數(shù)Q對(duì)電路選擇性和通頻帶有什么影響？RLC并聯(lián)諧振電源內(nèi)阻和負(fù)載電阻對(duì)品質(zhì)因數(shù)Q有哪些特性？例

R=10Ω、L=100μH的線圈和C=100pF的電容器并聯(lián)組成諧振電路。信號(hào)源為正弦電流源iS，有效值為1μA。試求諧振時(shí)的角頻率及阻抗、端口電壓、線圈電流、電容器電流，諧振時(shí)回路吸收的功率。

例：已知：解：試求：+-例：電路如圖：已知R=10

、IC=1A、

1=45（間的相位角）、?=50Hz、電路處于諧振狀態(tài)。試計(jì)算I、I1、U、L、C之值，并畫相量圖。解：(1)利用相量圖求解相量圖如圖:由相量圖可知電路諧振，則：+-又：(2)用相量法求解設(shè)：則：例：解：圖示電路中U=220V,(1)當(dāng)電源頻率時(shí),UR=0試求電路的參數(shù)L1和L2(2)當(dāng)電源頻率時(shí),UR=U故:(1)即:I=0并聯(lián)電路產(chǎn)生諧振,即:+-試求電路的參數(shù)L1和L2(2)當(dāng)電源頻率時(shí),UR=U所以電路產(chǎn)生串聯(lián)諧振,并聯(lián)電路的等效阻抗為:串聯(lián)諧振時(shí),阻抗Z虛部為零,可得:總阻抗+-已知R1=11.54Ω，R2=1000Ω，L=200mH，電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)的角頻率ω0=103rad/s，，求電容C和諧振時(shí)的電壓并聯(lián)諧振小結(jié)能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)（1）了解常用非正弦周期信號(hào)及非正弦周期信號(hào)產(chǎn)生。（2）會(huì)非正弦周期信號(hào)的頻譜分析、有效值、平均值、平均功率的計(jì)算。（1）常見非正弦周期信號(hào)。（2）非正弦周期信號(hào)的產(chǎn)生、表示方法，有效值、平均值、平均功率的計(jì)算。任務(wù)三觀測(cè)與分析諧波信號(hào)問題提出一、非正弦周期信號(hào)非正弦周期交流信號(hào)的特點(diǎn)

不是正弦波

按周期規(guī)律變化知識(shí)三、非正弦周期電流電路1.電路中產(chǎn)生非正弦交流量的原因（1）.電源電壓不是理想的正弦交流量例如：發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和