电感线圈和电容器的并联谐振电路
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课前复习
1.谐振条件及谐振频率2.谐振特点(4点)
3.选择性与通频带的关系
第七节 电感线圈和电容器的并联谐振电路
一、电感线圈和电容器的并联电路 1.电路
2.相量图:以端电压为参考相量
3.讨论
(1)当电源频率很低时,电感支路中阻抗较小,结果电路中电流较大。
(2)当电源频率很高时,电容支路中阻抗较小,结果电路中电流仍较大。
(3)在上述频率之间总会有一频率使电感支路中电流与电容器中电流大小近似相等,相位近似相反,电路中电流很小,且与端电压同相,这种情况叫做并联谐振。
二、电感线圈和电容器的并联谐振电路 1.谐振时的相量图
2.谐振的条件 (1)推导I C
I RL sin j
C
X U 2
2L
X R U +2
2
L
L X R X +
整理后可得
(2)电路发生谐振的条件
ω0C
2
2
020L R L
ωω+——电路发生谐振的条件
(3)谐振频率ω02
2
1L R LC - 当ω0L >>R 时, ω0>>R/L,
ω0
LC
1
;f 0
LC
π21
3.谐振时电路的特点
(1)电路的阻抗最大,且为纯电阻
|Z 0|
RC
L (2)电路中电流最小,且与端电压同相
I 0
Z U L
URC
(3)电感和电容上的电流接近相等,并为总电流的Q 倍。
在一般情况下,ω0L R ,R 可忽略不计,则
I C I RL L
X U 220L U ωR L 0ωR R L 0ωLCR
L U 2=R L 0ωRC L U =Q I 0 Q =R
L
0ω—— 电路的品质因数
并联谐振和串联谐振的谐振曲线形状相同,选择性和通频带也一样。
例1:如图所示电感线圈与电容器构成的LC 并联谐振电路,已知R = 10 W ,L = 80 mH ,C = 320 pF 。
试
求:(1) 该电路的固有谐振频率f 0、与谐振阻抗|Z 0|;(2) 若已知谐振状态下总电流I = 100 mA ,则电感L 支路与电容C 支路中的电流I L 0、I C 0为多少?
解:(1)
mA
I Q I I K R Q Z R L Q MHZ
LC
f s rad LC C L 51051010050)2(2525000105050
10
10801025.6110
320108021
21
/1025.61032010801
1)1(3600022066012
6
0612
60=⨯=⨯⨯==≈Ω
=Ω=⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯⨯=
=
⨯=⨯⨯⨯==-------ωππω
例2 在图示的并联谐振电路,已知谐振角频率为5×103
rad/s ,品质因素为100,谐振时阻抗为2K Ω,求电路的参数R 、L 和C 。
解:因为在一般情况下,ωL>>R ,所以 LC
10
=
ω
即
RC
L R L R L R Z =
=+=2202
2020ωω
则
R Q Z 20=
所以 Ω==
=
2.01002000
2
2
0Q Z R
uF
R Z L
C uH QR
L 01.02
.010*******
52
.010036
06
=⨯⨯⨯===⨯⨯=
=
-ω
三、并联谐振的应用
要使L 、C 回路两端得到f 0的信号电压,则必须调节回路中的电容C ,使L 、C 回路在频率f 0处谐振,这样L 、C 回路对f 0信号呈现阻抗最大,并为纯电阻性,所以各电路上的电压是与电阻大小成正比,故f 0信号的电压将在L 、C 回路两端有最大值,而其他频率信号的电压由于L 、C 回路失谐后的阻抗小于谐振时的阻抗,故在它两端所分配的电压将小于f 0信号的电压。
练习:
小结:1.并联谐振的条件。
2.电感线圈和电容器的并联谐振的特点。
3.两种谐振电路的品质因数。
(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。