第三节RLC串并联交流电路及其谐振PPT课件.ppt

实际交流电路往往不是单一参数组成实际交流电路往往不是单一参数组成的电路，而是由两个或更多的元件组成的的电路，而是由两个或更多的元件组成的电路很多电子设备都同时含有电阻、电电路很多电子设备都同时含有电阻、电感和电容，它们串联或并联在交流电源上，感和电容，它们串联或并联在交流电源上，便组成便组成RLCRLC串联或并联交流电路串联或并联交流电路第三节第三节 RLC串并联交流电路及其谐振串并联交流电路及其谐振1设：设：则则瞬时值表达式瞬时值表达式瞬时值表达式瞬时值表达式根据根据KVL可得：可得：为同频率为同频率正弦量正弦量1. 1. 电流、电压的关系电流、电压的关系电流、电压的关系电流、电压的关系一、一、RLCRLC串联交流电路及谐振串联交流电路及谐振RLC+_+_+_+_2相量图相量图(   > 0 感性感性)XL > XC参考相量参考相量参考相量参考相量电压电压电压电压三角形三角形三角形三角形(   < 0 容性容性)XL < XCR XL XC+_+_+_+_3由相量图可求得由相量图可求得: 相量图相量图电压电压电压电压三角形三角形三角形三角形电抗电抗总阻抗总阻抗总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差41)频率一定时频率一定时,电路参数电路参数与电路性质的关系：与电路性质的关系：当当 XL >XC 时时，，   > 0 ，，u 超前超前 i ，， 呈呈感性感性当当 XL < XC 时时 ，，  < 0 ，， u 滞后滞后 i ，呈，呈容性容性当当 XL = XC 时时 ，，  = 0 ，， u. i 同相同相 ，呈，呈纯电阻性纯电阻性交流电路的性质交流电路的性质2)电路参数一定时电路参数一定时,频率频率与电路性质的关系：与电路性质的关系：如：当频率如：当频率 增加时增加时, 增加、增加、 减小，电路的感减小，电路的感性增加，容性减弱。

性增加，容性减弱 5呈呈感性感性呈呈容性容性呈呈纯电阻性纯电阻性相量图相量图62.电路的功率电路的功率储能元件上储能元件上的瞬时功率的瞬时功率耗能元件上耗能元件上的瞬时功率的瞬时功率 在每一瞬间在每一瞬间在每一瞬间在每一瞬间, ,电源提供的功率一电源提供的功率一电源提供的功率一电源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉部分被耗能元件消耗掉部分被耗能元件消耗掉部分被耗能元件消耗掉, ,一部分与储一部分与储一部分与储一部分与储能元件进行能量交换能元件进行能量交换能元件进行能量交换能元件进行能量交换1) (1) 瞬时功率瞬时功率瞬时功率瞬时功率设：设：RLC+_+_+_+_7(2) (2) 平均功率平均功率平均功率平均功率P P （有功功率）（有功功率）（有功功率）（有功功率）单位单位: W总电压总电压总电流总电流u 与与 i 的夹角的夹角coscos  称为称为功功率因数率因数，用来，用来衡量对电源的衡量对电源的利用程度利用程度8(3) (3) 无功功率无功功率无功功率无功功率Q Q单位：单位：var总电压总电压总电流总电流u 与与 i 的夹角的夹角根据电压三角形可得：根据电压三角形可得：电阻消耗电阻消耗的电能的电能根据电压三角形可得：根据电压三角形可得：电感和电容与电感和电容与电源之间的能电源之间的能量互换量互换9(4) 视在功率视在功率 S 电路中总电压与总电流有效值的乘积。

电路中总电压与总电流有效值的乘积单位：单位：V·A 注：注： SN＝＝UN IN 称为发电机、变压器称为发电机、变压器 等供电设备等供电设备的容量，可用来衡量发电机、变压器的容量，可用来衡量发电机、变压器可能提供的最可能提供的最大有功功率大有功功率103.RLC3.RLC串联谐振串联谐振当当时，时，总电压与电流同相，电路呈总电压与电流同相，电路呈电阻性，称电路发生了电阻性，称电路发生了谐振谐振谐振谐振现象现象现象现象串联谐振频率串联谐振频率 11串联谐振时的主要特征：串联谐振时的主要特征：(1)(1)阻抗阻抗最小且最小且Z=RZ=R，，(2)(2)外加电压外加电压U U不变时，不变时，I Io o为串联谐振电流为串联谐振电流 电流电流具有最大值具有最大值I Io o=U/R=U/R3)(3)电压与电流同相电压与电流同相，电路呈现纯电阻性质电路呈现纯电阻性质4)(4)因为因为X XL L=X=XC C，故，故U UL L=U=UC C, ,即电感端电压与电容即电感端电压与电容 端电压大小相等端电压大小相等, ,但相位相反但相位相反, ,互相抵消互相抵消因此因此U UR R=U=U，即电阻两端的电压等于电源电压。

即电阻两端的电压等于电源电压品质因数品质因数 12二、二、RLC RLC 并联交流电路及谐振并联交流电路及谐振并联谐振频率为：并联谐振频率为：分析：分析：并联谐振并联谐振:当当 时时,总电流与电源总电流与电源电压同相电压同相,电路呈电阻性电路呈电阻性.13电路并联谐振时的主要特征电路并联谐振时的主要特征(1)(1)电路的总电路的总阻抗阻抗最且最且 (2)(2)在电源电压不变时，电路的总电流最小在电源电压不变时，电路的总电流最小3)(3)总电流与电源电压同相位，电路呈现纯总电流与电源电压同相位，电路呈现纯 电阻性质电阻性质4)(4)电感和电容支路的电流几乎相等且较大电感和电容支路的电流几乎相等且较大并联谐振的品质因数：并联谐振的品质因数：支路电流与总电流之比支路电流与总电流之比并联谐振并联谐振又称电流谐振又称电流谐振14并联谐振电路的应用n利用并联谐振时电路的总阻抗最大和总电流最小这一特点,可以达到选频的目的n如利用其选频特性组成滤波器、LC正弦振荡器和选频放大器。

15知识小结知识小结电抗电抗电抗电抗总阻抗总阻抗总阻抗总阻抗总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差总电压与电流的相位差1.1.1.1.总电压总电压总电压总电压16当当 XL >XC 时时，，   > 0 ，，u 超前超前 i ，， 呈呈感性感性当当 XL < XC 时时 ，，  < 0 ，， u 滞后滞后 i ，呈，呈容性容性当当 XL = XC 时时 ，，  = 0 ，， u. i 同相同相 ，呈，呈纯电阻性纯电阻性2.交流电路的性质交流电路的性质知识小结知识小结173.串联谐振的特征：串联谐振的特征：(1)(1)阻抗阻抗最小且最小且Z=RZ=R，，(2)(2)外外加加电电压压U U不不变变时时, ,电电流流具有最大值具有最大值I Io o=U/R=U/R3)(3)电电压压与与电电流流同同相相，，电电路路呈现纯电阻性质呈现纯电阻性质4) (4) 电电感感端端电电压压与与电电容容端端电电压压大大小小相相等等, ,但但相相位位相相反反, ,互互相相抵抵消消U UR R=U=U，，即即电电阻阻两端的电压等于电源电压两端的电压等于电源电压4.并联谐振的特征并联谐振的特征(1)(1)电路的总电路的总阻抗阻抗最大最大(2)(2)在电源电压不变时，在电源电压不变时， 电路的总电流最小。

电路的总电流最小3)(3)总电流与电源电压同总电流与电源电压同 相位，电路呈现纯电相位，电路呈现纯电 阻性质4)(4)电感和电容支路的电电感和电容支路的电 流几乎相等且较大流几乎相等且较大18谢谢 谢谢! ! 商丘医学高等专科学校19。