交流电的串并联谐振课件.ppt
交流电的串并联谐振,教学目的：让学生掌握谐振的概念，串并联谐振的条件，以及品质因素的概念，谐振在实际中的应用。教学安排：(1)旧课复习（5分钟）(2)新课讲解（80分钟）(3)新课小结（5分钟）作业：课本习题,交流电的串并联谐振教学目的：让学生掌握谐振的概念，串并联谐振,2.4.1 谐振现象,2.4.2 网络的频率特性,2.4正弦交流电路的频率特性2.4.1 谐振现象2.,含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路的功率因数等于1，即：u、 i 同相，便称此电路处于谐振状态。,谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。,谐振概念：,2.4.1 谐振现象,含有电感和电容的电路，如果无功功率得到完全补偿，使电路,（一）串联谐振,串联谐振的条件,串联谐振电路,（一）串联谐振串联谐振的条件RLC串联谐振电路、 同相,谐振频率：,谐振频率：,串联谐振的特点,串联谐振的特点U、I 同相当时当电源电压一定时：UC,注：串联谐振也被称为电压谐振,当 时，,谐振时：,、,注：串联谐振也被称为电压谐振当,品质因数 - Q 值,定义：电路处于串联谐振时，电感或电容上的电压和总电压之比。,谐振时:,在谐振状态下,若 RXL、RXC ，Q 则体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。,品质因数 - Q 值 定义：电路处于串联谐振时，电,串联谐振特性曲线,I,串联谐振特性曲线I谐振电流谐振频率下限截止频率通频带,关于谐振曲线的讨论,关于谐振曲线的讨论(a) 不变，变化。(,谐振曲线讨论（之一）,结论：R的变化引起 变化 R愈大 愈小（选择性差） R愈小 愈大（选择性好）,谐振曲线讨论（之一）结论：R的变化引起 变化,结论：LC 的变化引起 变化 L 变小或 C 变小 变大 L 变大或 C 变大 变小,谐振曲线分析（之二）,分析：（1） 不变,谐振曲线分析（之三）,结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。 Q愈小，带宽愈大，曲线愈平坦。,谐振曲线分析（之三）结论：Q愈大，带宽愈小，曲线愈尖锐。分,串联谐振时的阻抗特性,容性,感性,串联谐振时的阻抗特性容性感性,串联谐振应用举例,收音机接收电路,串联谐振应用举例收音机接收电路接收天线与 C ：组成谐振电路,组成谐振电路 ，选出,已知：,解：,结论：当 C 调到 150 pF 时，可收听到 的节目。,已知：解：如果要收听 节目，C 应配多大？问题,问题（二）：,信号在电路中产生的电流 有多大？在 C 上 产生的电压是多少？,已知：,解答：,问题（二）：信号在电路中产生的电流 有多已知：解答：所希望,（二） 并联谐振,当 时 领先于 (容性),理想情况：纯电感和纯电容 并联。,当 时 落后于 (感性),（二） 并联谐振当 时谐振当,或,理想情况下并联谐振条件,或理想情况下并联谐振条件,非理想情况下的并联谐振,同相时则谐振,非理想情况下的并联谐振同相时则谐振,非理想情况下并联谐振条件,虚部实部则 、 同相 虚部=0。谐振,由上式虚部,并联谐振频率,得：,由上式虚部并联谐振频率得：或当,并联谐振的特点,理想情况下谐振时：,并联谐振的特点同相。、 电路的总阻抗最大。定性分析,总阻抗：,并联谐振电路总阻抗的大小,谐振时虚部为零,即:,总阻抗：得：代入并联谐振电路总阻抗的大小谐振时虚部为零,即:,并联谐振电路总阻抗：,所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。,并联谐振当时所以，纯电感和纯电容并联谐振时，相当于断路。,外加恒流源 时，输出电压最大。,外加电压一定时，Z外加恒流源 时，,并联支路中的电流可能比总电流大。,支路电流可能大于总电流,电流谐振,并联支路中的电流可能比总电流大。支路电流可能电流谐振,品质因素-Q :,Q为支路电流和总电流之比。,当 时,则若品质因素-Q :Q为支路电流和总电流之比。当,并联谐振特性曲线,并联谐振特性曲线容性感性思考,并联谐振应用举例,替代后，在谐振频率下放大倍数将提高。该种频率的信号得到较好的放大，起到选频作用。,并联谐振应用举例替代后，在谐振,消除噪声,（三）谐振滤波器：,利用谐振进行选频、滤波,令滤波器工作在噪声频率下，即可消除噪声。,消除噪声 （三）谐振滤波器：利用谐振进行选频、滤波令滤波器工,提取信号,令滤波器工作在 频率下，信号即可顺利地到达接收网络。,提取信号接谐振令滤波器工作在 频率下，-信号,分析（一）：抑制噪声,消除噪声提取信号,分析（一）：抑制噪声信号被滤掉了令：消除噪声提取信号接谐振,分析（二）： 提取信号,分析（二）：接谐振则信号全部降落在接收网络上。若在下,谐振滤波器,接收网络,如果 ，网络应如何设计？,?,思考题：,用上页类似的形式，设计消除噪声、提取信号的电路。,谐振接如果 ，?思考题：,网络的频率特性,教学目的：让学生掌握网络的频率特性，使学生对各种形式的滤波器的构成，功能能够理解，并会进行相关计算教学安排：(1)旧课复习（5分钟）(2)新课讲解（80分钟）(3)新课小结（5分钟）作业：课本习题,网络的频率特性教学目的：让学生掌握网络的频率特性，使学生对各,3.4.2 网络的频率特性,概念：网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压、 电流随频率变化的关系（即频域分析）。,传递函数：,3.4.2 网络的频率特性概念：网络的频率特性是研究正,（一）低通滤波器,网络的传递函数：,滤掉输入信号的高频成分，通过低频成分。,（一）低通滤波器网络的传递函数：滤掉输入信号的高频成分，通过,低通滤波器的传递函数,低通滤波器的传递函数,- 幅频特性：输出与输入有效值其中：相频特性：输出与输,相频特性,幅频特性,低通滤波器的频率特性,相频特性幅频特性低通滤波器的频率特性1 00 ：带,分贝数定义：,分贝数定义：半功率点：当,（二）高通滤波器,滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。,高通滤波器的传递函数,（二）高通滤波器滤掉输入信号的低频成分，通过高频成分。高通滤,高通滤波器的频率特性,幅频特性,相频特性,1,高通滤波器的频率特性幅频特性相频特性1,（三）带通滤波器,RC 串并联网络,令：,则：,（三）带通滤波器RC 串并联网络RRRCRC令：则：,交流电的串并联谐振课件,幅频特性,幅频特性,（四）带阻滤波器,1,（四）带阻滤波器双T网络RRR2CC2C1,对于变化范围较宽的频率特性，为展 宽视野，其特性横坐标改用对数坐标，表示归一 化频率；纵坐标用（分贝）表示，便构成波特图。,波特图,1/10 1,用归一化频率表示的低通滤波器传递函数,令：,则：,知：,用归一化频率表示的低通滤波器传递函数令：则：知：,低通波特图,-20dB/十倍频,低通波特图-20dB/十倍频幅频特性（分贝）,相频特性,相频特性,传递函数,典型的网络函数,低通,高通,带通,带阻,电路举例,传递典型的网络函数低通高通带通带阻电路,滤波器应用举例（之一）,整流滤波,低通,+,D,C,R,_,滤波器应用举例（之一）整流滤波低通+DCR_,滤波器应用举例（之二）,高通,uA,uB,滤波器应用举例（之二）高通uAuBABABRL,关于滤波器质量的评价,以低通滤波器为例:,希望：通带内尽可能平坦， 过渡带尽可能窄。,关于滤波器质量的评价以低通滤波器为例:希望：通带内尽可能平坦,改进方法举例,（二阶电路）,（一阶电路）,改进方法举例（二阶电路）（一阶电路）（有源滤波器）-+,正弦交流电路综合举例,例1、 移相电路,已知：,正弦交流电路综合举例例1、 移相电路RR1RC已知：当 R1,解法1,已知：,复数运算,解：,解法1已知：复数运算RR1RC解：,当：R1=0 时 =180R1= 时 ,解法2,画相量图,已知：,R,R1,R,C,解法2画相量图已知：当：R1=0 时 =180R,例2、 选频电路,L,C1,C2,R,已知：,若使,例2、 选频电路LC1C2R已知：若使,已知：,代入 和 L 值得：,解：LC1C2R已知：被滤掉代入 和 L 值得：,（2）,电路总阻抗在 频率下应等于零，才能使,代入 、L、C1 得：,（2）电路总阻抗在 频率下应等于零，才能使代入 、,
