1、单相交流电路分析应用单相交流电路分析应用串联及并联谐振电路分析及应用串联及并联谐振电路分析及应用教学目标并联谐振电路的分析及其应用并联谐振电路的分析及其应用3串联谐振电路的分析及其应用串联谐振电路的分析及其应用2谐振的概念谐振的概念1谐振的概念LUCURUUICULUCUURUILULUCURUUICU (a) X 0 (b) X 0 (c) X = 0交流电路三种工作状态：交流电路三种工作状态：回回 顾顾谐谐 振振谐振的概念 含有电感和电容元件的无源二端网络，在一定条件下电含有电感和电容元件的无源二端网络，在一定条件下电路呈现路呈现电阻性电阻性，即网络的，即网络的电压和电流为同相位电压和电流
2、为同相位，这种工作状，这种工作状态称为态称为谐振谐振。谐振典型应用：选频。谐振典型应用：选频。 谐振可分为串联谐振和并联谐振谐振可分为串联谐振和并联谐振串联谐振电路的分析及其应用RLC串联电路中，串联电路中， 串联谐振串联谐振)1()(CLjRXXjRZCLRjXZ其中，其中，arctanLCXXR当当 时，时， ，电路呈电阻性，电路呈电阻性，电压与电流同相位，这时电路发生串联谐振电压与电流同相位，这时电路发生串联谐振LCXX0串联谐振电路的分析及其应用RLCRLC串联电路发生谐振的条件串联电路发生谐振的条件LCXX即即1LCLRfC 1Zff0f0I0I谐振角频率谐振角频率00122fLC0
3、1LC相应的谐振频率为相应的谐振频率为调节电路的参数调节电路的参数 L、C 或或 f 都可都可能使电路发生谐振。能使电路发生谐振。串联谐振电路的分析及其应用串联谐振的特点串联谐振的特点(1)(1)电路的阻抗为最小值电路的阻抗为最小值RXXRZCL22)(RUII0IRUULUCU(2)(2)在相同电压下，电路中的电流达到最大在相同电压下，电路中的电流达到最大值，用值，用 表示，称为谐振电流。表示，称为谐振电流。0I即即串联谐振电路的分析及其应用(3)(3)谐振电路呈现电阻性。电源供给电路谐振电路呈现电阻性。电源供给电路的能量全部被电阻所消耗的能量全部被电阻所消耗dttUIUITpdtTPtT)
4、2cos(cos1100RURIIUUIRR22cos串联谐振电路的分析及其应用在串联谐振时，电容及电感的端电压是电源电在串联谐振时，电容及电感的端电压是电源电压的压的Q倍，故串联谐振也称倍，故串联谐振也称电压谐振电压谐振。0RUUI RRUR00001LCLCLUUI XI XUURCR(4)(4)电源电压电源电压 ，且相位也相同，且相位也相同RUU谐振电路的谐振电路的品质因数品质因数RLCRUUUUQCL001串联谐振电路的分析及其应用 对应不同品质因数时对应不同品质因数时, ,电路电流随频率变化电路电流随频率变化越越尖锐尖锐的电流谐振曲线就有的电流谐振曲线就有越越高高的回路的回路选择性选
5、择性Q值越值越大大，电流谐振曲线越，电流谐振曲线越尖锐尖锐Q越越大大， 回路回路选择性选择性就越就越高高从众多的频率信号中选择出所需从众多的频率信号中选择出所需要的信号而抑制其它信号的干扰要的信号而抑制其它信号的干扰123QQQ有利于有利于串联谐振电路的分析及其应用应用实例应用实例收音机的调谐接收电路收音机的调谐接收电路L1LCLCe3e1e2f3f1f2等效电路等效电路0.707I0I0f1 f2 f3 fI0为使信号不产为使信号不产生生幅度失真幅度失真实际信号具有实际信号具有一定频率范围一定频率范围31Bff通频带通频带B为上限截止频率为上限截止频率 为下限截止频率为下限截止频率3f1f串
6、联谐振电路的分析及其应用串联谐振的应用范围串联谐振的应用范围1）通信电源：通信电源：通过串联谐振变换器，提高通信电源通过串联谐振变换器，提高通信电源 的稳定性。的稳定性。2）变频谐振装置：变频谐振装置：利用串联谐振产生工频高电压，利用串联谐振产生工频高电压，应用在高电压技术中，为变压器等电力设备做耐压试应用在高电压技术中，为变压器等电力设备做耐压试验，可以有效的发现设备中危险的集中性缺陷，是检验，可以有效的发现设备中危险的集中性缺陷，是检验电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法。验电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法。 3）收音机电路：收音机电路：在无线电技术中常应用串联谐振的在无线电技术中
7、常应用串联谐振的选频特性来选择信号。选频特性来选择信号。串联谐振电路的分析及其应用L1LC根据可得例 题例 题解解 某收音机的接受电路，线圈的电感 ，电阻 。现欲接收640kHz的电台广播，应将电容调到多大？若使调谐电路产生2V的电压，求感应电流的大小。0.3LmH16R 12fLC331640 1020.3 10 C204CpF62 100.1316UIAR21200CLXXfL156CLLUUI XV例 题例 题解解MHzLCf2210400RLQPVUQUPL40已知RLC串联电路中，L30uH ，C=211pF，R=9.4，电源电压为100mV，若电路产生串联谐振，试求谐振频率 ，回路
8、的品质因数 ，及电感上的电压 。0fPQ0LU串联谐振电路的分析及其应用并联谐振电路的分析及其应用)1(LCjGjBGY001CLRLC串联电路中，发生的谐振现象称为并联谐振。串联电路中，发生的谐振现象称为并联谐振。 并联谐振并联谐振电路发生谐振的条件电路发生谐振的条件0011,2fLCLC并联谐振电路的分析及其应用实际应用中是电感线圈和电容器组成的并联谐振电路。实际应用中是电感线圈和电容器组成的并联谐振电路。1Yj CRj L2222()()RLjj CRLRL电路发生谐振时，复导纳的虚部应为零。电路发生谐振时，复导纳的虚部应为零。谐振角频率为谐振角频率为201RLCL当线圈电阻很小时当线圈
9、电阻很小时, , 谐振角频率为谐振角频率为01LC并联电路的品质因数并联电路的品质因数001LLUQURCR并联谐振电路的分析及其应用并联谐振的特点并联谐振的特点(1)(1)谐振时，电路阻抗为纯电阻性，电路端电压与电流同相谐振时，电路阻抗为纯电阻性，电路端电压与电流同相(2)(2)谐振时，电路阻抗为最大值，电路等效导纳为最小谐振时，电路阻抗为最大值，电路等效导纳为最小谐振阻抗模值为谐振阻抗模值为222000()1LRLZYRR(3)(3)谐振时，电感支路电流与电容支路电流近似相等并为电谐振时，电感支路电流与电容支路电流近似相等并为电路总电流的路总电流的Q Q倍，因此并联谐振又称倍，因此并联谐振又称电流谐振电流谐振。解解MHzLCf59. 1210KLQZP1000mAIQIIpCL10000所以有：mWRIPL120并联谐振电路的分析及其应用例 题例 题如图所示，已知L100uH，C=100pF，电路的品质因数是100，电源电压为10V，若电路处于谐振状态，求：谐振频率 ，总电流 ，支路电流 ，以及电路吸收的功率。 0f0I00CLII 、mAZUI1 . 0000总结串联谐振的谐振特点并联谐振的谐振特点串联并联谐振的异同点及应用范围
