专题十二 串联谐振电路与电感线圈和电容器的并联谐振电路（教案）-浙江省职教高考《电工技术基础与技能》（高教版）专题复习讲练测

专题十二.串联谐振电路与电感线圈和电容器的并联谐振电路（讲义）《电工技术基础与技能》高教版 专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 能够准确理解并描述串联和并联谐振的定义及其达成的条件。 2.能分析和解释谐振电路在不同条件下的电气特性和行为。 3.应用谐振电路的基础知识解决实际问题，如计算谐振频率，分析电路的响应等。 4.认识和分析谐振电路的选择性，以及如何通过改变电路参数影响其性能。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、串联谐振的定义和条件 在电路两端加上正弦电压U根据欧姆定律有 式中 当频率较低时,容抗大而感抗小,阻抗|较大电流较小;当频率较离时,感抗大而容抗小,阻抗|也较大,电流也较小。在这两个频率之间,总会有某一频率,在这个频率时,容抗和感抗恰好相等。这时阻抗最小且为纯电阻,所以,电流最大,且与端电压同相,这就发生了串联谐振。 根据上述分析,串联谐振的条件为 二、串联谐振的特点 (1)因为串联谐振时,y=X,故谐振时电路的阻抗为 其值最小,且为纯电阻。 (2)串联谐振时,因阻抗小,在电源电压V一定时,电流最大,其值为 由于电路呈纯电阻性,故电流与电源电压同相, (3)电阻两端电压等于总电压,电感和电容两端的电压相等其大小为总电压的Q倍,即 (4) 谐振时,电能仅供给电路中电阻消耗，电源与电路间不发生能量转换而电感与电容间进行着磁场能和电场能的转换。 三、串联谐振的应用 在收音机中,常利用串联谐振电路来选择电台信号,这个过程称为调谐,如图9-2(a)所示,图9-2(b)所示是它的等效电路。 当各种不同频率信号的电波在天线上产生感应电流时,电流经过线圈L感应到线圈山。如果 lc 回路对某一号频率发生振时,回路中该信号的电流最大,则在电容器两端产生一个高于该信号电压Q 倍的电压 Uc。而对于其他各种频率的信号，因为没有发生谐振,在回路中电流很小,从而被电路抑制掉。所以,可以改变电容器的电容 C,以改变回路的谐振频率来选择所需要的电台信号。 四、谐振电路的选择性 串联谐振电路具有“选频”的本领。如果一个谐振电路,能够比较有效地从邻近的不同频率中选择出所需要的频率,而相邻的不需婴的频率,对它产生的干扰影响很小,即这个谐振电路的选择性好,也就是说它具有较强的选择信号的能力。 如果以角频率(或作为自变,把回路电流作为它的函数绘成函数曲线,就得到图 9-3 所示的谐振曲线。 五、并联谐振的特点 串联谐振电路只有当电源内阻很小时,才能得到较高的品质因数0和比较好的选择性。如电源内阻很大, 值就很低,选择性会明显变坏。这时,可采用另一种选频电路——并联谐振电路。 电感线圈和电容器组成的并联谐振电路是一种常见的、用途广泛的谐振电路。 谐振时,电路中的总电流和端电压同相,电路呈电阻性，所以,电流和电压的矢量图如图9-8 所示。 [真题练讲] 1.（2022年浙江省统一考试）电感线圈和电容器并联构成的电路在达到谐振状态时，整个电路的阻抗如何？ A. 最大 B. 最小 C. 为零 D. 无限大 正确答案：A 解析：在电感线圈和电容器并联构成的电路中，达到谐振状态时，整个电路的阻抗最大，因为此时电感的感抗与电容的容抗相互抵消，造成整体阻抗增加。 2.（2019年浙江省统一考试）并联谐振电路的特点包括哪些？ A. 阻抗最大 B. 电流最小 C. 电压最大 D. A和B 正确答案：D 解析：在并联谐振电路中，由于整体阻抗最大，因此通过电路的电流会最小。 3.（2019年山东省统一考试）并联谐振电路在实际应用中，通常用于什么目的？ A. 提高电源效率 B. 阻断特定频率的信号 C. 信号放大 D. 功率因数校正 正确答案：B 解析：并联谐振电路通常用于阻断或吸收特定频率的信号，有效用于滤波器和阻隔电路。 4.（2021年湖南省统一考试） 在谐振电路中，如果想要提高电路的选择性，应该怎么做？ A. 增加电路的电阻 B. 减少电路的电阻 C. 增加电感或电容的值 D. 减少电感或电容的值 正确答案：C 解析：增加电感或电容的值可以提高谐振频率的Q值，从而提高电路的选择性，使电路更加敏感于特定的频率。 5.（2020年浙江省统一考试）为什么并联谐振电路可以用作电源的功率因数校正？ A. 通过调整电容和电感的值 B. 提高电路的功率输出 C. 减少电路的能量消耗 D. 使电流和电压相位对齐 正确答案：D 解析：并联谐振电路可以调整电流和电压的相位关系，使之对齐，从而提高电源的功率因数，改善能效。 [限时练讲] 1.在并联谐振电路中，电流和电压的相位关系是： A) 电流领先电压90度 B) 电流滞后电压90度 C) 电流和电压同相 D) 电流和电压反相 解析：正确答案是B。在并联谐振电路中，电流滞后电压90度。 2.串联谐振电路的选择性可以通过以下哪个指标来衡量？ A) 品质因数Q B) 电阻值R C) 电感值L D) 电容值C 解析：正确答案是A。串联谐振电路的选择性通常通过品质因数Q来衡量，Q值越大，谐振电路的选择性越好。 3.选择下列哪个不是谐振电路的特点？ A) 在共振频率处电压和电流同时最小 B) 在共振频率处电压和电流同时最大 C) 共振频率由电路中的电感和电容决定 D) 品质因数Q越大，电路的选择性越好 解析：正确答案是A。在共振频率处，谐振电路的电压和电流同时最大。 4.下列哪个不是并联谐振电路的应用？ A) 无线电接收机 B) 电子钟 C) 电热水壶 D) 电视机 解析：正确答案是C。并联谐振电路常用于无线电接收机等调谐电路中。 5.串联谐振电路中，共振频率的计算公式是： A) f = 1 / (2π√(LC)) B) f = 1 / (2π√(RC)) C) f = 1 / (2π√(L/R)) D) f = 1 / (2π√(C/R)) 解析：正确答案是A。串联谐振电路的共振频率计算公式是f = 1 / (2π√(LC))。 6.在并联谐振电路中，共振频率的计算公式是： A) f = 1 / (2π√(LC)) B) f = 1 / (2π√(RC)) C) f = 1 / (2π√(L/R)) D) f = 1 / (2π√(C/R)) 解析：正确答案是A。并联谐振电路的共振频率计算公式也是f = 1 / (2π√(LC))。 7.谐振电路的选择性是指电路在一定频率范围内的： A) 电流最大值 B) 电流最小值 C) 电压最大值 D) 电压最小值 解析：正确答案是A。谐振电路的选择性是指电路在共振频率附近，电流或电压的幅值相对于其他频率的幅值较大的程度。 8. 串联谐振电路和并联谐振电路在电路结构和工作原理上有何不同？ 解析：串联谐振电路由电感、电容和电阻依次串联而成，总电流达到最大值时，电压峰值最大；而并联谐振电路由电感和电容并联而成，总电流达到最大值时，电压峰值最小。 9. 电感线圈和电容器的并联电路是什么？它的特点是什么？ 解析：电感线圈和电容器的并联电路是由电感和电容并联而成的电路。其特点是在特定频率下，电感和电容的阻抗相等且相位相互抵消，总电流达到最大值。 10. 什么是谐振电路的选择性？ 解析：谐振电路的选择性是指在一定频率范围内，电路对特定频率的信号具有较高的响应，而对其他频率的信号具有较低的响应。 11. 为什么谐振电路在无线通信系统中常用于调谐电路？ 解析：谐振电路能够精确地选择特定频率的信号，提高了电路对特定频率的响应能力，从而在无线通信系统中能够实现信号的调谐和滤波。 12. 谐振电路的选择性如何影响电路的频率响应？ 解析：选择性高的谐振电路能够精确地选择特定频率的信号，提高了电路对特定频率的响应能力，从而改善了电路的频率响应特性。 [学法建议] 重点复习知识点： 1. 谐振电路的选择性：如果一个谐振电路,能够比较有效地从邻近的不同频率中选择出所需要的频率,而相邻的不需婴的频率,对它产生的干扰影响很小,即这个谐振电路的选择性好,也就是说它具有较强的选择信号的能力。 2. 串联谐振的应用：在收音机中,常利用串联谐振电路来选择电台信号,这个过程称为调谐。 3. 串联谐振的特点：谐振时,电能仅供给电路中电阻消耗，电源与电路间不发生能量转换而电感与电容间进行着磁场能和电场能的转换。 4. 并联谐振的特点：谐振时,电路中的总电流和端电压同相,电路呈电阻性。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$