第11章电路的频率响应ppt课件.ppt

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1、第十一章电路的频率响应谐振的概念、频率响应。网络函数的定义与含义；串、并联谐振的概念，参数选定及应用情况；Bode图学习要点重点与难点与其它章节的联系第九、十章的继续22八月20211§11-1网络函数到目前为止，在正弦电路分析中，电源的频率都是常数。本章将分析电源频率的变化对电路中电压和电流的影响，分析结果就是频率响应。网络函数定义为：电路和系统的工作状态随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，或频率响应。无源网络I1(jw)+-+-ZLI2(jw)U2(jw)U1(jw)....H(jw)=Esj(jw).Rk(jw).为描述频率特性，需要建

2、立输入变量与输出变量之间的函数关系，这一函数关系称为网络函数。22八月20212为转移电压比；无源网络I1(jw)+-+-ZLI2(jw)U2(jw)U1(jw)....H(jw)=U1(jw).U2(jw).H(jw)=I1(jw).U2(jw).为转移阻抗；为转移导纳；H(jw)=I2(jw).U1(jw).H(jw)=I2(jw).I1(jw).为转移电流比；若激励与响应在同一端口：H(jw)=U1(jw).I1(jw).为输入阻抗。H(jw)=U1(jw).I1(jw).为输入导纳。网络函数不仅与电路结构、参数有关，还与输入输出变量的类型及端口

3、对的相互位置有关。根据激励、响应是电压或电流，输入或输出，网络函数有多种类型：22八月20213§11-1RLC串联电路的谐振引言：一个含有RLC的无源一端口，其端电压u与输入电流i一般是不同相的。如果改变C或L或电源频率f，使端口电压和电流达到同相，则电路中就发生了谐振现象，简称谐振。(谐振的定义)谐振可以发生在串联电路中，也可以发生在并联电路中，当然，在混联电路里也会发生谐振。谐振是正弦交流电路中可能发生的一种现象，在在无线电和电工技术中，一方面获得了广泛的应用，另一方面又可能产生危害。研究谐振的现象目的是掌握它的规律，在需要时加以利用，在产生危害

4、时设法预防。22八月202141.串联谐振的条件+-+-RjwL+-.UR.UL.UCjwC1+-.US.I若谐振发生在串联电路中，就称为串联谐振。因为Z=R+j(XL+XC)所以当XL+XC=0时Z=R电流与电压同相。谐振条件wL=wC1谐振频率w0=LC1谐振频率仅由电路参数决定，这是电路的固有性质。因此谐振频率又称固有频率。每一个RLC串联电路，只有一个固有频率，由L、C决定，与R无关。或f0=2pLC122八月20215如果电路不满足谐振条件，通常称为失谐。而使电路产生谐振的方法叫做调谐。根据谐振频率表达式可知，调谐的方法有：(1)L、C不变，

5、改变f，可用于L或C的测量；(2)电源频率f不变，改变L或C(常改变C)，常用于选择信号。2.谐振时的特征(1)电路端口电压与端口电流同相位；(2)输入端阻抗Z(jw0)=R最小，且呈纯电阻。电路中的电流达到最大；+-+-RjwL+-.UR.UL.UCjwC1+-.US.I

6、I(jw0)

7、=

8、US(jw0)

9、R22八月20216

10、Z(jw)

11、频响曲线Z(jw)=R+jwL-ow

12、Z(jw)

13、XL=wLwC1X(w)ww0，X为感性电抗。w=w0，X=0。wow0R1

14、Z(jw)

15、

16、I(jw)

17、

18、I(j

19、w0)

20、

21、I(jw0)

22、R1R2

23、I(jw)

24、=US+-+-RjwL+-.UR.UL.UCjwC1+-.US.I

25、Z(jw)

26、电流的特性22八月20217(3)内部出现过电压现象谐振时的相量图.I.UL.UR.UC.US为谐振电路的品质因数。+-+-RjwL+-.UR.UL.UCjwC1+-.US.I相当于短路虽然谐振时电抗电压UX(jw0)=0，但UL(jw0)UL(jw0)=w0LI(jw0)=w0LRUS=QUS和UC(jw0)分别不为零：UC(jw0)=w0C1I(jw0)=w0C1RUS=QUSQ=w0LR=w0CR1=R1CL=USUL(j

27、w0)=USUC(jw0)w0L=w0C1＞R，Q＞1UL(jw0)=UC(jw0)＞US22八月20218串联谐振可能会在L、C上引起高电压。所以串联谐振又称为电压谐振。串联谐振引起的高电压在无线电等工程领域十分有用。例如，用来选择接收信号。但是在电力工程中，输送的电压已经很高，发生串联谐振可能会击穿L和C的绝缘，造成设备损坏。22八月20219例：某收音机的输入回路如图，L=0.3mH，R=10W，为收到中央电台560kHz信号，求调谐电容C值；若输入电压为1.5mV，求谐振电流和此时的电容电压。解：由串联谐振的条件得C=(2pf0)2L1=26

28、9pFR+-Lu(f0)C+-u2收音机的接收回路-u(fn)+I0I0=UR=101.5=0