7.4 电路的谐振（课件）-高二《电工技术基础与技能（第三版）》同步教学（高教版）

电工技术基础与技能 7单相正弦交流电路 7.1 电感、电容对交流电的阻碍作用 7.2 单一元件的交流电路 7.3 RL、RC与RLC串联电路 实训项目九 RC串联交流电路中电压、电流的测试与 波形观察 7.4 电路的谐振 实训项目十 荧光灯电路的安装 7.5 单一元件的交流电路 实训项目十一 照明电路配电板的安装 电工技术基础与技能 7.4 电路的谐振 【学习目标】 1.了解串联谐振电路的特点，掌握谐振条件、谐振频率 的计算。 2.了解影响谐振曲线、通频带、品质因数的因素。 3.了解谐振的典型工程应用和防护措施。 电工技术基础与技能 【观察与思考】 我们先来做一个RLC串联交流电路的实验。把小灯泡EL (R)、电感L和电容C组成一个RLC串联电路，然后在串联 电路的两端加频率可调的低频正弦交流信号。 EL L 保持信号电源值不 变，改变信号电源 u 的频率，观察灯泡 的亮度，会有什么 现象出现呢？你知道 为什么吗？ 电工技术基础与技能 一、RLC串联谐振电路 在RLC串联电路中，当电源电压和电流同相时，电路呈 电阻性，电路的这种状态称为串联谐振。 1.串联谐振的条件 串联谐振条件是电路的感抗等于容抗。即：X,=X。 电工技术基础与技能 一、RLC串联谐振电路 2.谐振频率 皆振频率为：6辰 f。 谐振频率，单位是Hz（赫〔兹))； L一一线圈的电感，单位是H（亨〔利))； 电容器的电容，单位是F（法〔拉))。 谐振频率仅由电路参数L和C决定，与电阻R的大小无关，它反映电 路本身的固有频率。因此，也称为电路的固有频率。电路发生谐振 时，外加电源的频率必须等于电路的固有频率。在实际应用中常利用 改变电路参数L或C的办法来使电路在某一频率下发生谐振。 电工技术基础与技能 一、RLC串联谐振电路 3.特性阻抗 谐振时，电路的电抗为零，但感抗和容抗都不为零，此时 的感抗或容抗称为电路的特性阻抗，用字母印表示，单位是Ω (欧〔姆〕)。 p=-c 特性阻抗其实就是电路谐振时的感抗或容抗。 电工技术基础与技能 一、RLC串联谐振电路 4.品质因数 通常把谐振电路的特性阻抗与电路中电阻的比值称为品质 因数，用字母Q表示。用品质因数能够说明谐振电路的性能。 R Q 品质因数，没有单位： P 谐振时的角频率，单位rad（孤度/秒)； R 电阻，单位是2（欧〔姆))； L 线圈的电感，单位是H(亨〔利)）； C 电容器的电容，单位是F（法〔拉))。 电工技术基础与技能 一、RLC串联谐振电路 5.串联谐振特点 ①总阻抗最小。串联谐振时，X,=Xc,电路的总阻抗Z=R 为最小，且电路为电阻性。 ②总电流最大。串联谐振时，因总阻抗为最小，在电压U 一定时，电路中的谐振电流为最大，即： U U I0= Z R 电工技术基础与技能 一、RLC串联谐振电路 5.串联谐振特点 ③电阻两端的电压等于电源电压，电感和电容两端的电压 等于电源电压的Q倍。因此，串联谐振又叫电压谐振。 U,=R,=Rx只-U U,=x1,=0,Lx-U=Q0 R 电工技术基础与技能 一、RLC串联谐振电路 职业相关知识： 一般串联谐振电路的值很小，因此，Q值总是大于1， 其值一般为几十至几百。串联谐振时，电感和电容元件两 端的电压达到电源电压的Q陪，即儿、U都远远大于电源电 压U。如果电压过高可能损坏线圈或电容器，因此，电力工 程上要避免发生串联谐振。但在电子技术中，由于外来信 号微弱，常常利用串联谐振来获得一个与信号电压频率相 同，但数值大很多倍的电压。