《諧振與互感電路》PPT課件

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1、第五章???????諧振與互感電路5.1引言本章介紹諧振電路和互感電路中的一些基本概念，重點講解諧振電路的特點，互感電路的分析方法，理想變壓器及其分析方法。返回目錄5.2知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)要求特性阻抗串并聯(lián)諧振諧振角頻率（掌握）諧振時的特性（理解）諧振的一般定義（了解）諧振時的能量關(guān)系（了解）頻率特性諧振電路品質(zhì)因素（理解和了解）幅頻特性曲線互感電路基本概念互感耦合現(xiàn)象（理解）互感系數(shù)、耦合系數(shù)（理解）同名端(掌握)含互感支路的VCR（理解）分析方法直接方程法去耦等效法含理想變壓器電路分析（掌握）5.3.1RLC串聯(lián)電路的諧振諧振

2、是正弦電路在特定條件下所產(chǎn)生的一種特殊物理現(xiàn)象，諧振現(xiàn)象在無線電和電工技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，諧振有時也可以破壞系統(tǒng)的正常工作，因此，對電路中諧振現(xiàn)象的研究有重要的實際意義。含有R、L、C的一端口電路，在特定條件下出現(xiàn)端口電壓、電流同相位的現(xiàn)象時，稱電路發(fā)生了諧振。諧振的定義R,L,C電路發(fā)生諧振Rj?L+_1.串聯(lián)諧振的條件諧振角頻率諧振頻率（固有頻率）諧振條件僅與電路參數(shù)有關(guān)串聯(lián)電路實現(xiàn)諧振的方式：（1）LC不變，改變w。（2）電源頻率不變，改變L或C(常改變C)。?0由電路本身的參數(shù)決定，一個RLC串聯(lián)電路只能有一個對應(yīng)的?

3、0,當(dāng)外加頻率等于諧振頻率時，電路發(fā)生諧振。2.RLC串聯(lián)電路諧振時的特點阻抗Z為純電阻，即Z=R。電路中阻抗值

4、Z

5、最小。（2）電流I達(dá)到最大值I0=U/R(U一定)。Rj?L+_+++___(3)LC上的電壓大小相等，相位相反，串聯(lián)總電壓為零，也稱電壓諧振，即品質(zhì)因數(shù)當(dāng)Q>>1時，UL=UC>>U，過電壓現(xiàn)象它表示，電路諧振時UL或UC是U的多少倍。在高Q值電路中，當(dāng)電路發(fā)生諧振，此時電感或電容上的電壓可以高出電源電壓許多倍，例如設(shè)Q=100，若電源電壓U=220V，則諧振時UL=UC=QU=100×220=22000V雖

6、然電源電壓為220V，但是含L和C的電器設(shè)備上的電壓卻高達(dá)2.2kV，它會損壞這些設(shè)備。在同樣Q=100的電路中，電源電壓U=1mv，諧振時，UL=UC=QU=100×1=100mV即小激勵電壓可獲得大電壓響應(yīng)，這使得串聯(lián)諧振電路在通訊工程中獲得重要的應(yīng)用。（4）諧振時電路中能量情況諧振時電路不從外部吸收無功功率能量交換在電路內(nèi)部的電場與磁場間進行。諧振時Wc和WL隨時間變化的曲線見圖可見W是不隨時間變化的常量。電場能Wc增加時，磁場能WL減少，且增加率=減少率?；?、頻率特性電路的頻率特性是指電路中的電壓、電流、阻抗或?qū)Ъ{及

7、阻抗角或?qū)Ъ{角等各量隨ω變化的關(guān)系。這里只介紹RLC串聯(lián)電路的I以及φ隨ω的變化關(guān)系。阻抗角的頻率特性（相頻特性）：特性曲線如圖5-4（a）所示圖5-4（a）電流的頻率特性（幅頻特性）當(dāng)激勵為電壓源時，其頻率特性如圖由圖可看出，當(dāng)ω=ω0時，電流達(dá)到最大值，即I0=U/R。當(dāng)ω逐漸遠(yuǎn)離ω0時，I逐漸減小即電路對電流的抑制能力逐漸增強。選頻特性：指選擇出ω0極其附近頻率所對應(yīng)的電流而抑制遠(yuǎn)離ω0的頻率所對應(yīng)電流的性能。其好壞可由曲線的尖銳程度決定。令式中的ω0改為η=ω/ω0，函數(shù)I（ω）改為I（η）/I0。即上式可改寫為I

8、(η)/I0稱為相對抑制比，表示了電路對非諧振電流的抑制能力。它與品質(zhì)因數(shù)Q有關(guān).幅頻特性曲線如圖所示圖5-5通頻帶---在實際工程中，將所對應(yīng)的兩個頻率點（η1和η2）之間的寬度稱為帶寬，又稱為通頻帶例5-1圖5-6所示電路欲接收載波頻率為10MHZ，U=0.15mV的某短波電臺信號，線圈L=5.1H，R=2.3。求；（1）電容Co值，電路的Q值，電流Io，電容電壓Uco；（2）當(dāng)頻率增加10%而電源電壓不變時，電流I及電容電壓Uc。1.G、C、L并聯(lián)電路RLC串聯(lián)GCL并聯(lián)5.3.2并聯(lián)電路的諧振+_GCL諧振角頻率RLC

9、串聯(lián)GCL并聯(lián)

10、Z

11、ww0OR?0?OI(?)U/R?0?OU(?)IS/G

12、Y

13、ww0OGRLC串聯(lián)GCL并聯(lián)電壓諧振電流諧振UL(w0)=UC(w0)=QUIL(w0)=IC(w0)=QIS2.電感線圈與電容器的并聯(lián)諧振實際的電感線圈總是存在電阻，因此當(dāng)電感線圈與電容器并聯(lián)時，電路如圖：諧振時B=0，即CLR（1）諧振條件此電路發(fā)生諧振是有條件的，在電路參數(shù)一定時，滿足一般線圈電阻R<

14、C3上述電路既可以發(fā)生串聯(lián)諧振(Z=0)，又可以發(fā)生并聯(lián)諧振(Z=?)?？赏ㄟ^求入端阻抗來確定串、并聯(lián)諧振頻率。對(a)電路，L1、C2并聯(lián)，在低頻時呈感性。隨著頻率增加，在某一角頻率?1下發(fā)生并聯(lián)諧振。?>?1時，并聯(lián)部分呈容性，在某一角頻率?2下可與L3發(fā)生串聯(lián)諧振。對(