RLC串聯(lián)諧振特性

1、RLC串聯(lián)諧振電路的特性 研 究1RLC電路阻抗實(shí)驗(yàn)原理品質(zhì)因素Q通頻帶RLC串聯(lián)諧振的條件2,RLC電路阻抗CLR交流電路總阻抗：實(shí)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用叫做阻抗，阻抗單位。阻抗常用Z表示,是一個(gè)復(fù)數(shù),實(shí)部稱為電阻,虛部稱為電抗。電抗包括容抗和感抗，電抗單位 。 阻抗是電阻與電抗在向量上的和。對于一個(gè)具體交流電路，阻抗是隨著電源頻率f變化而變化。 +-激勵電壓U3電容的容抗：電感的感抗：“通高頻、阻低頻”“通低頻，阻高頻”RLC電路阻抗 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大，頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。 電

2、感上的電壓UL與電容上的電壓UC相位相差180。阻抗是電阻與電抗在向量上的和。4或 其諧振頻率為：RLC串聯(lián)諧振的條件諧振時(shí)電路的感抗與容抗有效值相等諧振角頻率 (resonant angular frequency)諧振頻率 (resonant frequency) 諧振周期 (resonant period)5 f0稱為RLC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)。由此使RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件（1）L C 不變，改變 w 。（2）電源頻率不變，改變 L 或 C ( 常改變C )。RLC串聯(lián)諧振的條件6RLC串聯(lián)電路諧振時(shí)的特點(diǎn)(2) 入端阻抗Z為純電阻，即Z=R。電路

3、中阻抗值|Z|最小。|Z|ww0OR(3) 電流I達(dá)到最大值I0=U/R (U一定)。Rj L+_+_(4) LC上串聯(lián)總電壓為零，即因此串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。P=RI02=U2/R，電阻功率達(dá)最大。即L與C交換能量，與電源間無能量交換。(5) 功率7特性阻抗和品質(zhì)因數(shù)1. 特性阻抗 (characteristic impedance) 單位：與諧振頻率無關(guān)，僅由電路參數(shù)決定。2. 品質(zhì)因數(shù)(quality factor)Q它是說明諧振電路性能的一個(gè)指標(biāo)，同樣僅由電路的參數(shù)決定。無量綱諧振時(shí)的感抗或容抗8(a) 電壓關(guān)系：品質(zhì)因數(shù)的意義：即 UL0 = UC0=QU表明諧振時(shí)的電壓放大倍數(shù)。例

4、：某收音機(jī) C=150pF，L=250H，R=20如信號電壓10mV , 電感上電壓650mV 這是所要的。電子工程中,常利用高品質(zhì)因數(shù)的串聯(lián)諧振電路來放大電壓信號。電力工程中則需避免發(fā)生高品質(zhì)因數(shù)的諧振，以免因過高電壓損壞電氣設(shè)備。 9品質(zhì)因素Q邊動手邊思考:在L、C一定的情形下，R值大小對串聯(lián)諧振電路的Q值的影響怎樣? Q值越大，諧振曲線越尖銳.R=? R=? ff0ImaxQ大Q小Q值標(biāo)志諧振電路的性能10ff1 f0 f2通頻帶寬度通頻帶電源的頻率超過通頻帶范圍時(shí)，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。 通頻帶f越?。≦越大），諧振曲線越尖銳，電路的選擇性越

5、好。 11思考題、概括RLC諧振電路的特性，并闡述諧振電路的作用.2、為什么串聯(lián)諧振稱為電壓諧振？12Q1:諧振時(shí)電路的感抗與容抗有效值相等諧振時(shí)電路的阻抗有最小值（Z=R），電路總電壓為電阻電壓，電路為純電阻，電流有最大值，這種現(xiàn)象稱為RLC串聯(lián)諧振。RLC串聯(lián)電路中，諧振頻率f0為電路中電感上的電壓UL與電容上的電壓UC有效值相等，相位相差180，諧振時(shí)UL與UC有效值是激勵電壓U的Q倍，即UL=UC=QU。 RLC串聯(lián)電路作用13RLC串聯(lián)電路作用在無線電接收設(shè)備中用來選擇接收信號 電路對非諧振頻率的信號衰減作用大，廣播電臺以不同頻率的電磁波向空間發(fā)射自己的訊號，調(diào)節(jié)收音機(jī)中諧振電路的可

6、變電容，可將不同頻率的各個(gè)電臺分別接收。 在電子技術(shù)中用來獲取高頻高壓 對于一般實(shí)用的串聯(lián)諧振電路，R很小且常用L的電阻（即電感線圈導(dǎo)線內(nèi)阻）代替，Q值很高，從幾十到上千，諧振時(shí)電感和電容上的電壓很高。如回旋加速器的加速極就是這樣一個(gè)電路，Q值很高，就是用其諧振電壓對粒子進(jìn)行加速。 Q1:14RLC串聯(lián)電壓諧振 串聯(lián)時(shí)，電流只有一個(gè)回路，電流大小等于回路電壓除以阻抗。電流不可能大于電源輸出電流（等于該電流）。而電容和電感上的電壓互為相反，回路電壓等于這兩個(gè)電壓差值加上電阻壓降。因此串聯(lián)諧振是電壓諧振而不是電流諧振。 并聯(lián)時(shí)，負(fù)載電壓只有一個(gè)，電流回路有兩個(gè)，電壓與電源相同，電容電流與電感電流的

7、差值等于電源電流。因此這是電流諧振。Q2:15在串聯(lián)諧振發(fā)生時(shí)，電容或電感上的電壓約等于外加電壓的Q倍。但是當(dāng)你將負(fù)載并聯(lián)到電容或電感上時(shí)，電路的Q值將大大下降，這時(shí)在電路中計(jì)算時(shí)就不能用原來的空載Q值，而要用“有載Q值”，有載Q可能小于1！ 在串聯(lián)諧振電路中，電感和電容的電壓數(shù)值相等，方向相反。理論上是無窮大,不過實(shí)際中由于二極管的壓降,共頻和負(fù)載等原因會使其電壓大大縮減,變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理,在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)N2N1 時(shí)，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(dāng)N2N1 時(shí)，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。 式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比) 。當(dāng)nN2 ，V1V2 ，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器 諧振