串联和并联谐振.ppt

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1、串联和并联谐振,主讲人：岳闯,1谐振条件,图4.37 RLC串联电路,如图4.37所示的RLC串联电路，其总阻抗为,当为某一值，恰好使感抗XL和容抗XC相等时，则X=0，此时电路中的电流和电压同相位，电路的阻抗最小，且等于电阻（Z=R）。电路的这种状态称为谐振。由于是在RLC串联电路中发生的谐振，故又称为串联谐振。,对于RLC串联电路，谐振时应满足以下条件,或,为谐振角频率，用0表示，则,电路发生谐振的频率称为谐振频率,2谐振电路分析,电路发生谐振时，X=0，因此，电路的阻抗最小，因而在电源电压不变的情况下，电路中的电流将在谐振时达到最大，其数值为,发生谐振时，电路中的感抗和容抗相等，而电抗为

2、零。,电源电压，如图4.38相量图所示。,图4.38 RLC串联谐振相量图,当XL=XCR时，UL和UC都高于电源电压U。因为串联谐振时UL和UC可能超过电源电压许多倍，所以串联谐振也称电压谐振。,因为,UL或UC与电源电压U的比值，通常用品质因素Q来表示,在RLC串联电路中，阻抗随频率的变化而改变，在外加电压U不变的情况下，I也将随频率变化，这一曲线称为电流谐振曲线。如图4.39所示。,图4.39 电流谐振曲线,例4.16在电阻、电感、电容串联谐振电路中，L=0.05mH，C=200pF，品质因数Q=100，交流电压的有效值U=1mV。试求：（1）电路的谐振频率f0。（2）谐振时电路中的电流

3、I。（3）电容上的电压UC。,解（1）电路的谐振频率,（2）由于品质因数,故电流为,（3）电容两端的电压是电源电压的Q倍，即,1R、L、C并联谐振电路（1）谐振条件,当信号源内阻很大时，采用串联谐振会使Q值大为降低，使谐振电路的选择性显著变差。这种情况下，常采用并联谐振电路。,图4.41 RLC并联谐振电路,（a）电路,(b)相量图,RLC并联电路如图4.41（a）所示，在外加电压U的作用下,电路的总电流相量,要使电路发生谐振，应满足下列条件,即,谐振频率为,（2）谐振电路特点,在RLC并联电路中，当XL=XC，即时，从电源流出的电流最小，电路的总电压与总电流同相，我们把这种现象称为并联谐振。

4、,并联谐振电路的特点：,并联谐振电路的总阻抗最大。,并联谐振电路的总电流最小。,谐振时，回路阻抗为纯电阻，回路端电压与总电流同相。,2R、L与C并联谐振电路（1）谐振条件,在实际工程电路中，最常见的、用途极广泛的谐振电路是由电感线圈和电容器并联组成，如图4.42所示。,图4.42 R、L与C并联谐振电路,（a）电路,(b)相量图,电感线圈与电容并联谐振电路的谐振频率为,在一般情况下，线圈的电阻比较小，所以振荡频率近似为,（2）谐振电路特点,1）电路呈纯电阻特性，总阻抗最大，当 时，,2）品质因数定义为,3）总电流与电压同相，数量关系为,4）支路电流为总电流的Q倍，即,因此，并联谐振又叫做电流谐振。,例4.18在图4.43所示线圈与电容器并联电路，已知线圈的电阻R=10，电感L=0.127mH，电容C=200pF。求电路的谐振频率f0和谐振阻抗Z0。,图4.43 线圈与电容并联谐振电路,解：谐振回路的品质因数,因为回路的品质因数Q1，所以谐振频率,电路的谐振阻抗,谢谢,