RLC串联谐振特性.ppt

文档介绍：RLC串联谐振电路的特性
研究
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RLC电路阻抗
实验原理
品质因素Q
通频带
RLC串联谐振的条件
2
,
RLC电路阻抗
C
L
R
交流电路总阻抗:
实部为电阻,虚部为电抗
在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗,阻抗单位Ω。阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗。电抗包括容抗和感抗,电抗单位Ω。
阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体交流电路,阻抗是随着电源频率f变化而变化。
~
+
-
激励电压U
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电容的容抗:
电感的感抗:
“通高频、阻低频”
“通低频,阻高频”
RLC电路阻抗
容抗和感抗,其值大小与交流电频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
电感上的电压UL与电容上的电压UC相位相差180°。阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
4
或
其谐振频率为:
RLC串联谐振的条件
谐振时电路的感抗与容抗有效值相等
谐振角频率(resonant angular frequency)
谐振频率(resonant frequency)
谐振周期(resonant period)
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f0称为RLC电路的固有谐振频率,它只与电路的参数有关,与信号源无关。由此使RLC串联电路发生谐振的条件
(1)L C 不变,改变 w 。
(2)电源频率不变,改变 L 或 C ( 常改变C )。
RLC串联谐振的条件
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RLC串联电路谐振时的特点
(2) 入端阻抗Z为纯电阻,即Z=R。电路中阻抗值|Z|最小。
|Z|
w
w0
O
R
(3) 电流I达到最大值I0=U/R (U一定)。
R
j L
+
_
+
+
+
_
_
_
(4) LC上串联总电压为零,即
因此串联谐振又称电压谐振。
P=RI02=U2/R,电阻功率达最大。
即L与C交换能量,与电源间无能量交换。
(5) 功率
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特性阻抗和品质因数
1. 特性阻抗(characteristic impedance) 
单位:
与谐振频率无关,仅由电路参数决定。
2. 品质因数(quality factor)Q
它是说明谐振电路性能的一个指标,同样仅由电路的参数决定。
无量纲
谐振时的感抗或容抗
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(a) 电压关系:
品质因数的意义:
即 UL0 = UC0=QU
表明谐振时的电压放大倍数。
例:
某收音机 C=150pF,L=250H,R=20
如信号电压10mV , 电感上电压650mV 这是所要的。
电子工程中,常利用高品质因数的串联谐振电路来放大电压信号。
电力工程中则需避免发生高品质因数的谐振,以免因过高电压损坏电气设备。
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品质因素Q
边动手边思考:
在L、C一定的情形下,R值大小对串联谐振电路的Q值的影响怎样?
Q值越大,谐振曲线越尖锐.
R=? Ω
R=? Ω
f
f0
Imax
Q大
Q小
Q值标志谐振电路的性能
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