RLC串聯(lián)諧振特性

1、RLC串聯(lián)諧振電路的特性串聯(lián)諧振電路的特性 研研 究究RLC電路阻抗電路阻抗實驗原理實驗原理品質(zhì)因素品質(zhì)因素Q通頻帶通頻帶RLC串聯(lián)諧振的條件串聯(lián)諧振的條件, ,RLC電路阻抗電路阻抗CLR交流電路總阻抗：交流電路總阻抗：CLjRZ1實部為電阻，虛部為電抗實部為電阻，虛部為電抗 在具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作在具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗，阻抗單位用叫做阻抗，阻抗單位。阻抗常用。阻抗常用Z Z表示表示, ,是一個復(fù)數(shù)是一個復(fù)數(shù), ,實部稱實部稱為電阻為電阻, ,虛部稱為電抗。電抗包括容抗和感抗，電抗單位虛部稱為電抗。電抗包括容抗和感抗，電抗

2、單位 。 阻抗是電阻與電抗在向量上的和。對于一個具體交流電路，阻抗是電阻與電抗在向量上的和。對于一個具體交流電路，阻抗是隨著電源頻率阻抗是隨著電源頻率f f變化而變化。變化而變化。 為激勵電壓頻率,2ff+-激勵電壓激勵電壓UCXC1cjjXZCC1LXLLjjXZLL電容的容抗：電容的容抗：電感的感抗：電感的感抗：“通高頻、阻低頻通高頻、阻低頻”“通低頻，阻高頻通低頻，阻高頻”RLC電路阻抗電路阻抗 容抗和感抗，其值大小與交流電頻容抗和感抗，其值大小與交流電頻率有關(guān)系，頻率愈高則容抗愈小感抗愈率有關(guān)系，頻率愈高則容抗愈小感抗愈大，頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。大，頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小

3、。 電感上的電壓電感上的電壓U UL L與電容上的電壓與電容上的電壓U UC C相位相差相位相差180180。阻抗是電阻與電抗在。阻抗是電阻與電抗在向量上的和。向量上的和。IRULUCUCUCLUUsUCLXX | ZR10LC01LC或或 其諧振頻率為：其諧振頻率為： f f0 0稱為稱為RLCRLC電路的固有諧振頻率，它只與電路的參數(shù)有關(guān)，電路的固有諧振頻率，它只與電路的參數(shù)有關(guān)，與信號源無關(guān)。由此得到使電路發(fā)生諧振的方法有與信號源無關(guān)。由此得到使電路發(fā)生諧振的方法有: :調(diào)整信號源的頻率，使之等于電路的固有頻率；調(diào)整信號源的頻率，使之等于電路的固有頻率；信號源的頻率不變時，可以改變電路中

4、信號源的頻率不變時，可以改變電路中L L或或C C的大小，使電的大小，使電路的固有頻率等于信號源的頻率。路的固有頻率等于信號源的頻率。RLC串聯(lián)諧振的條件串聯(lián)諧振的條件諧振時電路的感抗與容抗有效值相等諧振時電路的感抗與容抗有效值相等LCf210品質(zhì)因素品質(zhì)因素Q邊動手邊思考邊動手邊思考: :在在L L、C C一定的情形下，一定的情形下，R R值大小對串聯(lián)諧振電路的值大小對串聯(lián)諧振電路的Q Q值的影響怎樣值的影響怎樣? ? 當當Q1Q1 時，電感和電容的電壓遠高于電源電壓，在電力系統(tǒng)中，稱為時，電感和電容的電壓遠高于電源電壓，在電力系統(tǒng)中，稱為過電壓現(xiàn)象，諧振對電力系統(tǒng)設(shè)備帶來危害；在電信系統(tǒng)中

5、，諧振對過電壓現(xiàn)象，諧振對電力系統(tǒng)設(shè)備帶來危害；在電信系統(tǒng)中，諧振對弱信號起到放大作用。弱信號起到放大作用。Q Q值越大，諧振曲線越尖銳值越大，諧振曲線越尖銳. .R=? R=? Iff0ImaxQ大大Q小小CLRUUUUQCL1Q Q值標志諧振電路的性能，稱值標志諧振電路的性能，稱為電路的品質(zhì)因素為電路的品質(zhì)因素ImaxImax2Iff1 f0 f2通頻帶寬度通頻帶寬度通頻帶通頻帶電源的頻率超過通頻帶范圍時，電路對信號的衰減作用大，響應(yīng)電源的頻率超過通頻帶范圍時，電路對信號的衰減作用大，響應(yīng)明顯變小，通頻帶越寬，濾波性能就越差。明顯變小，通頻帶越寬，濾波性能就越差。 通頻帶通頻帶ff越小（越

6、?。≦ Q越大），諧振曲線越尖銳，電路的選擇性越好。越大），諧振曲線越尖銳，電路的選擇性越好。 實驗操作及儀器設(shè)備實驗操作及儀器設(shè)備1、RLC測量電路測量電路2、RLC電路接線電路接線DH4503型型 RLC電路實驗儀電路實驗儀3、電壓測量、電壓測量MVT-1720雙通道數(shù)字交流毫伏表雙通道數(shù)字交流毫伏表4、RLC測量電路接線測量電路接線被測電壓的元件一端必須和電源共地被測電壓的元件一端必須和電源共地. .1、RLC測量電路測量電路激勵電壓激勵電壓U U控制在有效值控制在有效值1V1V， 頻率的調(diào)節(jié)范圍頻率的調(diào)節(jié)范圍1600HZ-3000HZ1600HZ-3000HZ.電容電容C C選擇選擇0

7、.0440.044F F，電感，電感L L選擇選擇100mH100mH電阻電阻R R分別選擇分別選擇100100 / 200/ 200，電感電阻，電感電阻R RL L為為20 20 +-mvmvCLRmvmvU2、RLC電路接線電路接線DH4503型型 RLC電路實驗儀電路實驗儀 交流電和直流電不同，是波動的，有波峰和波谷。交流電和直流電不同，是波動的，有波峰和波谷。 交流電壓表則交流電壓表則是通過各種電器元件，削波峰，填波谷，將其轉(zhuǎn)化有直流的方式來計是通過各種電器元件，削波峰，填波谷，將其轉(zhuǎn)化有直流的方式來計算出交流電的有效值。所以交流電壓表顯示的并非交流電的瞬時值，算出交流電的有效值。所以

8、交流電壓表顯示的并非交流電的瞬時值，而是一段時間內(nèi)的平均值，即有效值。正弦交流電的有效值為最大值而是一段時間內(nèi)的平均值，即有效值。正弦交流電的有效值為最大值（也就是波峰和波谷處的絕對值）除以根號（也就是波峰和波谷處的絕對值）除以根號2 2。 MVT-172D DUAL INPUT DIGITAL AC MILLVOLT METERMPOWEROFFONOVERAUTOMANMVVdBdBmCH2CH1450Vrms MAX1MN1 N2N1 時，其感應(yīng)電動勢要比時，其感應(yīng)電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2N1 N2N1 時，時，其感應(yīng)電動勢低于初級電壓，這種變壓器稱為降變壓器。初級次級電其感應(yīng)電動勢低于初級電壓，這種變壓器稱為降變壓器。初級次級電壓和線圈圈數(shù)間具有下列關(guān)系。壓和線圈圈數(shù)間具有下列關(guān)系。 式中式中n n 稱為電壓比稱為電壓比( (圈數(shù)比圈數(shù)比) ) 。當。當n1 nN2 N1N2 ，V1V2 V1V2 ，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器壓變壓器 諧振變壓器是利用串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振的原理，產(chǎn)生大電流和高諧振變壓器是利用串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振的原理，產(chǎn)生大電流和高電壓。一般用于大電容或大電感負載。利用負載和設(shè)備的并聯(lián)