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文档简介
关于正旋交流电路第1页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三第三章正弦交流电路
§3.1概述§3.3
正弦交流电路的分析计算§3.4正弦交流电路的频率特性
正弦波的数学描述§3.2第2页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三交流电的概念
如果电流或电压每经过一定时间(T
)就重复变化一次,则此种电流
、电压称为周期性交流电流或电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。记做:u(t)=u(t+T)§3.1概述TutuTt第3页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦规律变化,由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的,这样的电路称为正弦交流电路。
正弦交流电的优越性:便于传输;便于运算;有利于电器设备的运行;
.....正弦交流电路第4页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正弦交流电也有正方向,一般按正半周的方向假设。
交流电路进行计算时,首先也要规定物理量的正方向,然后才能用数字表达式来描述。实际方向和假设方向一致实际方向和假设方向相反ti正弦交流电的方向iuR第5页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
正弦波的数学描述§3.23.2.1正弦波的特征量3.2.2正弦波的相量表示方法第6页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.2.1正弦波的特征量i
:
电流幅值(最大值):
角频率(弧度/秒):
初相角特征量:第7页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三为正弦电流的最大值正弦波特征量之一
--幅度
在工程应用中常用有效值表示幅度。常用交流电表指示的电压、电流读数,就是被测物理量的有效值。标准电压220V,也是指供电电压的有效值。最大值电量名称必须大写,下标加m。如:Um、Im第8页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三则有(均方根值)可得当
时,交流直流热效应相当电量必须大写如:U、I有效值有效值概念第9页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三问题与讨论
电器~220V最高耐压
=300V
若购得一台耐压为
300V的电器,是否可用于
220V的线路上?
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值,所以不能用。有效值
U=220V最大值
Um
=220V=311V电源电压第10页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
描述变化周期的几种方法
1.周期
T:变化一周所需的时间
单位:秒,毫秒..正弦波特征量之二
--角频率3.角频率
ω:每秒变化的弧度
单位:弧度/秒2.频率
f:每秒变化的次数
单位:赫兹,千赫兹
...iT第11页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三*电网频率:
中国
50Hz
美国
、日本
60Hz小常识*有线通讯频率:300-5000Hz
*无线通讯频率:
30kHz-3×104MHz第12页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正弦波特征量之三
--初相位:
t=0
时的相位,称为初相位或初相角。说明:
给出了观察正弦波的起点或参考点,常用于描述多个正弦波相互间的关系。i:正弦波的相位角或相位第13页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
两个同频率正弦量间的相位差(初相差)
t第14页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三两种正弦信号的相位关系同相位
落后于相位落后相位领先领先于第15页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
三相交流电路:三种电压初相位各差120。t第16页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三可以证明同频率正弦波运算后,频率不变。如:结论:
因角频率()不变,所以以下讨论同频率正弦波时,可不考虑,主要研究幅度与初相位的变化。幅度、相位变化频率不变第17页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三例幅度:已知:频率:初相位:第18页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.2.2正弦波的相量表示方法瞬时值表达式相量必须小写前两种不便于运算,重点介绍相量表示法。波形图i
正弦波的表示方法:重点第19页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
概念
:一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转的有向线段在纵轴上的投影值来表示。
正弦波的相量表示法矢量长度
=
矢量与横轴夹角
=
初相位ω矢量以角速度
按逆时针方向旋转ω第20页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.相量符号
包含幅度与相位信息。有效值1.描述正弦量的有向线段称为相量
(phasor)。若其幅度用最大值表示,则用符号:最大值相量的书写方式2.在实际应用中,幅度更多采用有效值,则用符号:第21页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
落后于领先
落后?正弦波的相量表示法举例例1:将u1、u2
用相量表示
相位:幅度:相量大小设:第22页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三同频率正弦波的相量画在一起,构成相量图。例2:同频率正弦波相加--平行四边形法则第23页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三注意:1.只有正弦量才能用相量表示,非正弦量不可以。2.只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上,不同频率不行。新问题提出:
平行四边形法则可以用于相量运算,但不方便。故引入相量的复数运算法。
相量
复数表示法复数运算第24页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三相量的复数表示ab+1将复数放到复平面上,可如下表示:第25页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三欧拉公式
代数式
指数式
极坐标形式ab第26页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
在第一象限设a、b为正实数在第二象限在第三象限在第四象限第27页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三相量的复数运算1.加、减运算设:则:第28页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三2.乘法运算设:则:设:任一相量则:90°旋转因子。+j逆时针转90°,-j顺时针转90°说明:第29页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.除法运算设:则:第30页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三复数符号法应用举例解:例1:已知瞬时值,求相量。已知:
求:
i
、u
的相量第31页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三220100AV第32页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三求:例2:已知相量,求瞬时值。
已知两个频率都为
1000Hz的正弦电流其相量形式为:解:第33页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三波形图瞬时值相量图复数符号法小结:正弦波的四种表示法Ti第34页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三提示计算相量的相位角时,要注意所在象限。如:第35页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三符号说明瞬时值
---小写u、i有效值
---大写U、I复数、相量
---大写
+“.”最大值
---大写+下标第36页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正误判断?瞬时值复数第37页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正误判断?瞬时值复数第38页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三已知:正误判断??有效值j45第39页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
则:已知:正误判断??第40页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
则:已知:?正误判断最大值第41页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正弦交流电路的分析计算§3.33.3.1单一参数的正弦交流电路3.3.2R-L-C串联交流电路3.3.3交流电路的一般分析方法3.3.4功率因数的提高第42页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三一.
电阻电路uiR根据欧姆定律
设则3.3.1单一参数的正弦交流电路第43页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三1.频率相同2.相位相同3.
有效值关系:电阻电路中电流、电压的关系4.
相量关系:设
则
或第44页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三电阻电路中的功率
uiR1.瞬时功率
p:瞬时电压与瞬时电流的乘积小写第45页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三1.(耗能元件)结论:2.随时间变化3.与
成比例ωtuipωt第46页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三2.平均功率(有功功率)P:一个周期内的平均值
大写
uiR第47页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三二.电感电路
基本关系式:iuL设则第48页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三电感电路中电流、电压的关系
1.频率相同2.相位相差
90°
(u
领先
i
90
°)iu设:第49页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.有效值
感抗(Ω)定义:则:第50页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三4.相量关系设:则:第51页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三电感电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息?u、i相位不一致!领先!第52页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三感抗(XL=ωL
)是频率的函数,
表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系,且只对正弦波有效。ωXLω=0时XL=0关于感抗的讨论e+_LR直流E+_R第53页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三电感电路中的功率1.瞬时功率
p
:iuL第54页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三储存能量P<0释放能量+P>0P<0可逆的能量转换过程uiuiuiuiiuL+PP>0ui第55页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三2.平均功率
P(有功功率)结论:纯电感不消耗能量,只和电源进行能量交换(能量的吞吐)。第56页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.无功功率QQ
的单位:乏、千乏(var、kvar)
Q
的定义:电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。第57页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三基本关系式:设:三.电容电路uiC则:第58页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
1.频率相同2.相位相差90°
(u落后
i
90°
)电容电路中电流、电压的关系iu第59页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.有效值或
容抗(Ω)定义:则:I第60页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三4.相量关系设:则:第61页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三电容电路中复数形式的欧姆定律其中含有幅度和相位信息领先!第62页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三E+-ωe+-关于容抗的讨论直流
是频率的函数,
表示电容电路中电压、电流有效值之间的关系,且只对正弦波有效。容抗ω=0时第63页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三电容电路中的功率ui1.
瞬时功率
p第64页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三充电p放电放电P<0释放能量充电P>0储存能量uiuiuiuiiuωt第65页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三2.平均功率P第66页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三瞬时功率达到的最大值(吞吐规模)3.无功功率Q(电容性无功取负值)第67页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三已知:C=1μF求:I
、i例uiC解:电流有效值求电容电路中的电流第68页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三瞬时值i领先于u90°电流有效值第69页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三1.单一参数电路中的基本关系电路参数基本关系复阻抗L复阻抗电路参数基本关系C电路参数R基本关系复阻抗小结第70页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
在正弦交流电路中,若正弦量用相量表示,电路参数用复数阻抗()表示,则直流电路中介绍的基本定律、公式、分析方法都能用。2.单一参数电路中复数形式的欧姆定律
电阻电路电感电路电容电路复数形式的欧姆定律第71页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三*
电压、电流瞬时值的关系符合欧姆定律、克氏定律。3.简单正弦交流电路的关系(以R-L电路为例)uLiuRuRL第72页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三*
电流、电压相量符合相量形式的欧姆定律、克氏定律RL第73页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三在电阻电路中:正误判断???瞬时值有效值第74页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三在电感电路中:正误判断?????第75页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路参数电路图(正方向)复数阻抗电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率Riu设则u、i
同相0LiuCiu设则设则u领先i90°u落后i90°00基本关系第76页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.3.2R-L-C串联交流电路若则电流、电压的关系:uRLCi(一)第77页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三总电压与总电流的关系式相量方程式:则相量模型RLC设(参考相量)第78页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三R-L-C串联交流电路--相量图先画出参考相量相量表达式:RLC电压三角形第79页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三Z:复数阻抗实部为阻虚部为抗容抗感抗令则R-L-C串联交流电路中的
复数形式欧姆定律复数形式的欧姆定律RLC第80页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三在正弦交流电路中,只要物理量用相量表示,元件参数用复数阻抗表示,则电路方程式的形式与直流电路相似。
是一个复数,但并不是正弦交流量,上面不能加点。Z在方程式中只是一个运算工具。
Z说明:RLC第81页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三关于复数阻抗Z
的讨论由复数形式的欧姆定律可得:结论:Z的模为电路总电压和总电流有效值之比,而Z的幅角则为总电压和总电流的相位差。(二)(1)Z和总电流、总电压的关系第82页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(2)Z
和电路性质的关系
一定时电路性质由参数决定当
时,表示u
领先i
--电路呈感性当时,
表示u
、i同相--电路呈电阻性当
时,表示u
落后i
--电路呈容性阻抗角第83页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三RLC假设R、L、C已定,电路性质能否确定?(阻性?感性?容性?)不能!
当ω不同时,可能出现:
XL
>
XC
,或XL
<
XC,或XL=XC
。第84页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(3)阻抗(Z)三角形阻抗三角形第85页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(4)阻抗三角形和电压三角形的关系电压三角形阻抗三角形相似第86页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(三)R、L、C
串联电路中的功率计算1.瞬时功率2.平均功率
P
(有功功率)uRLCi第87页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三总电压总电流u与i
的夹角平均功率P与总电压U、总电流I间的关系:-----功率因数
其中:第88页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
在R、L、C串联的电路中,储能元件R、L、C
虽然不消耗能量,但存在能量吞吐,吞吐的规模用无功功率来表示。其大小为:3.无功功率Q:第89页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三4.视在功率S:
电路中总电压与总电流有效值的乘积。单位:伏安、千伏安PQ(有助记忆)S注:S=UI
可用来衡量发电机可能提供的最大功率(额定电压×额定电流)
视在功率5.功率三角形:无功功率有功功率第90页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三_++_p
设i
领先u
,(电容性电路)R、L、C
串联电路中的功率关系iu第91页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三电压三角形SQP功率三角形R阻抗三角形RLC第92页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正误判断因为交流物理量除有效值外还有相位。?RLC在R-L-C串联电路中第93页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三?正误判断而复数阻抗只是一个运算符号。Z不能加“•”反映的是正弦电压或电流,第94页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正误判断在R-L-C正弦交流电路中?????第95页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正误判断在R-L-C串联电路中,假设???第96页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三正误判断在R-L-C串联电路中,假设????第97页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(一)简单串并联电路交流电路的一般分析方法3.3.3Z1Z2iZ1Z2第98页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三Z1Z2iZ1Z2Y1、Y2
---导纳Y1Y2第99页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三导纳的概念设:则:电导电纳导纳适合于并联电路的计算,单位是西门子(s
)。导纳第100页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三1、据原电路图画出相量模型图(电路结构不变)2、根据相量模型列出相量方程式或画相量图(二)一般正弦交流电路的解题步骤3、用复数符号法或相量图求解4、将结果变换成要求的形式第101页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三例1下图中已知:I1=10A、UAB=100V,求:A、UO的读数解题方法有两种:1.利用复数进行相量运算2.利用相量图求结果AAB
C25UOC1第102页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三解法1:利用复数进行相量运算已知:I1=10A、
UAB=100V,则:A读数为10安求:A、UO的读数即:设:为参考相量,AAB
C25UOC1第103页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三UO读数为141伏求:A、UO的读数已知:I1=10A、
UAB=100V,AAB
C25UOC1第104页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三解法2:利用相量图求解设:45°由已知条件得:、领先90°45°落后于I=10A、UO=141V由图得:求:A、UO的读数已知:I1=10A、UAB=100V,UC1=IXC1=100VuC1落后于
i90°AAB
C25UOC1第105页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三例2已知:R1、R2、L、C求:各支路电流的大小LC第106页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三相量模型原始电路LC第107页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三解法一节点电位法A已知参数:节点方程第108页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三由节点电位便求出各支路电流:第109页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三解法二:迭加原理R1R2R1R2+第110页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三解法三:戴维南定理求、BAZ第111页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三问题的提出:日常生活中很多负载为感性的,其等效电路及相量关系如下图。
uiRLCOSI当U、P
一定时,希望将COS提高3.3.4功率因数的提高P=PR=UICOS其中消耗的有功功率为:第112页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三负载iu说明:
由负载性质决定。与电路的参数和频率有关,与电路的电压、电流无关。功率因数和电路参数的关系RZ第113页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三例40W白炽灯40W日光灯发电与供电设备的容量要求较大
供电局一般要求用户的
,否则受处罚。
第114页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三纯电阻电路R-L-C串联电路纯电感电路或纯电容电路电动机空载满载
日光灯
(R-L-C串联电路)常用电路的功率因数第115页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三提高功率因数的原则:
必须保证原负载的工作状态不变。即:加至负载上的电压和负载的有功功率不变。提高功率因数的措施:uiRL并电容C第116页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三并联电容值的计算uiRLC
设原电路的功率因数为cosL,要求补偿到cos须并联多大电容?(设U、P
为已知)第117页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三分析依据:补偿前后P、U不变。由相量图可知:第118页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三iuRLC第119页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三呈电容性。呈电感性问题与讨论
功率因数补偿到什么程度?理论上可以补偿成以下三种情况:功率因素补偿问题(一)呈电阻性第120页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三结论:在角相同的情况下,补偿成容性要求使用的电容容量更大,经济上不合算,所以一般工作在欠补偿状态。感性(较小)容性(较大)C
较大功率因数补偿成感性好,还是容性好?
一般情况下很难做到完全补偿(即:)过补偿欠补偿第121页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三功率因素补偿问题(二)
并联电容补偿后,总电路(R-L//C)的有功功率是否改变了?问题与讨论R
定性说明:电路中电阻没有变,所以消耗的功率也不变。<<通过计算可知总功率不变。I、其中第122页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三功率因素补偿问题(三)提高功率因数除并电容外,用其他方法行不行?补偿后RL串电容行否补偿前RLC问题与讨论第123页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
串电容功率因数可以提高,甚至可以补偿到1,但不可以这样做!原因是:在外加电压不变的情况下,负载得不到所需的额定工作电压。同样,电路中串、并电感或电阻也不能用于功率因数的提高。其请自行分析。RLC第124页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三§3.4正弦交流电路的频率特性3.4.1谐振现象3.4.2网络的频率特性第125页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
含有电感和电容的电路,如果无功功率得到完全补偿,使电路的功率因数等于1,即:u、i
同相,便称此电路处于谐振状态。谐振串联谐振:L
与C
串联时
u、i
同相并联谐振:L
与C
并联时
u、i
同相
谐振电路在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用非常广泛。谐振概念:3.4.1谐振现象第126页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(一)串联谐振串联谐振的条件RLC串联谐振电路、同相若令:则:谐振串联谐振的条件是:第127页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三谐振频率:
第128页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三串联谐振的特点U、I
同相当时当电源电压一定时:UC、UL将大于电源电压U第129页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三注:串联谐振也被称为电压谐振当时,谐振时:、第130页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三品质因素---Q
值
定义:电路处于串联谐振时,电感或电容上的电压和总电压之比。谐振时:在谐振状态下,若R>XL、R>XC,Q
则体现了电容或电感上电压比电源电压高出的倍数。第131页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三串联谐振特性曲线I谐振电流谐振频率下限截止频率上限截止频率通频带第132页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三关于谐振曲线的讨论(a)不变,变化。(b)不变,
变化。(c)不变,变化。不变,第133页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
谐振曲线讨论(之一)结论:R的变化引起变化
R愈大愈小(选择性差)
R愈小愈大(选择性好)R小R大不变,变化。(1)不变
即LC不变R改变改变(2)第134页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三分析:(1)不变即U、R不变(2)改变结论:LC的变化引起变化
L变小或C变小变大
L变大或C变大变小
谐振曲线分析(之二)不变,
变化。第135页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
谐振曲线分析(之三)结论:Q愈大,带宽愈小,曲线愈尖锐。
Q愈小,带宽愈大,曲线愈平坦。分析:不变,不变(LC)、R
不变,如何改变或?可以证明:可见与Q
相关。不变,变化。不变,第136页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三串联谐振时的阻抗特性容性感性第137页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三串联谐振应用举例收音机接收电路接收天线与C
:组成谐振电路将选择的信号送接收电路第138页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
组成谐振电路,选出所需的电台。
为来自3个不同电台(不同频率)的电动势信号;第139页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三已知:解:如果要收听节目,C应配多大?问题(一):结论:当C调到150pF时,可收听到的节目。第140页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三
问题(二):信号在电路中产生的电流有多大?在C
上产生的电压是多少?已知:解答:所希望的信号被放大了64倍。第141页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(二)并联谐振当时领先于(容性)谐振当时理想情况:纯电感和纯电容并联。当时落后于(感性)第142页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三或理想情况下并联谐振条件第143页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三非理想情况下的并联谐振同相时则谐振第144页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三虚部实部则、同相虚部=0。谐振条件:非理想情况下并联谐振条件第145页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三由上式虚部并联谐振频率得:或当时第146页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三并联谐振的特点同相。、
电路的总阻抗最大。定性分析:Z理想情况下谐振时:第147页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三总阻抗:得:代入并联谐振电路总阻抗的大小(见教材P164)谐振时虚部为零,即:什么性质?第148页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三并联谐振电路总阻抗:当时所以,纯电感和纯电容并联谐振时,相当于断路。第149页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三外加电压一定时,总电流最小。Z外加恒流源
时,输出电压最大。第150页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三并联支路中的电流可能比总电流大。支路电流可能大于总电流电流谐振第151页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三则若品质因素--Q:Q为支路电流和总电流之比。当时,第152页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三并联谐振特性曲线容性感性思考为什么?第153页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三并联谐振应用举例替代后,在谐振频率下放大倍数将提高。该种频率的信号得到较好的放大,起到选频作用。第154页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三消除噪声
(三)谐振滤波器:利用谐振进行选频、滤波令滤波器工作在噪声频率下,即可消除噪声。---信号源---噪声源已知:接收网络谐振滤波器第155页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三提取信号接收网络谐振滤波器令滤波器工作在频率下,信号即可顺利地到达接收网络。---信号源---噪声源已知:第156页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三分析(一):抑制噪声信号被滤掉了令:消除噪声提取信号接收网络谐振滤波器第157页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三分析(二):提取信号接收网络谐振滤波器则信号全部降落在接收网络上。若在下第158页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三谐振滤波器接收网络如果,网络应如何设计??思考题:用上页类似的形式,设计消除噪声、提取信号的电路。第159页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三3.4.2网络的频率特性概念:网络的频率特性是研究正弦交流电路中电压、电流随频率变化的关系(即频域分析)。网络传递函数:第160页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(一)低通滤波器网络的传递函数:滤掉输入信号的高频成分,通过低频成分。第161页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三低通滤波器的传递函数第162页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三---幅频特性:输出与输入有效值之比与频率的关系。其中:相频特性:输出与输入相位差与频率的关系。---第163页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三相频特性幅频特性低通滤波器的频率特性100~:带宽:截止频率第164页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三分贝数定义:半功率点:当时,幅频特性上时,叫截止频率1三分贝点第165页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(二)高通滤波器滤掉输入信号的低频成分,通过高频成分。高通滤波器的传递函数第166页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三高通滤波器的频率特性幅频特性相频特性1第167页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三(三)带通滤波器RC
串并联网络RRRCRC令:则:第168页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三第169页,讲稿共190页,2023年5月2日,星期三幅频特性第170页,讲稿共190页,2023年
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