当前课程知识点:电路基础及应用 > 第6章 正弦稳态电路 > 6.15 串联谐振的应用 > 串联谐振的应用
大家好这一讲
我们介绍串联谐振的应用
谐振电路在工程当中的应用是非常广泛的
首先
在无线电和通信工程当中的应用
就是前面我们曾经提到的接收机的例子
它相当于是一个RLC的串联谐振电路
通过这样一个谐振电路对频率进行选择
然后进行放大
得到我们想要的信号
比如
在这样一个电路当中
电阻R等于10Ω 电感L等于0.26mH
调节电容C
我们接收到频率为640kHz的信号
那么这个时候天线线圈中感应出的电压有效值呢
是1mV
电容C的值等于多少呢
此时
电路当中的电流以及电容两端的电压的有效值又是多少呢
很显然
此时电路呢
发生了串联谐振
根据谐振频率的计算公式
我们计算出C等于238pF
发生谐振的时候的电流I0呢
等于U除以R
所以是等于0.1mA
电容两端的电压是多少呢
我们知道电容两端的电压此时是等于电源电压的Q倍
我们首先计算出品质因数Q
Q=105
所以此时呢
电容两端的电压就有105mV
也就是说将一个1mV的电压变成了105mV的电压
在无线电工程中呢
我们实用的谐振电路的品质因数Q的值一般是在50到200之间
也就是说
RLC串联电路
实际上它可以在全频率范围内具有选择谐振信号的这样一个性能
我们把这样一个性能就称为是选择性
在发生谐振的时候
所对应的电流值最大
当信号的频率偏离谐振频率之后
输出信号的幅值呢
就开始下降
因此
工程上我们设定了一个输出幅度指标来界定频率的范围
也就是让电流下降为最大值的0.707倍的时候
所对应的上截止频率fH
与下截止频率fL之差
我们称为是通带的带宽
带宽我们用字母BW来表示
此时
曲线上所对的两点
A、B这两点通过计算
我们就发现它的功率是最大功率的一半
因此
A、B这两点我们又称为是半功率点
那么
通带带宽和选择性的关系又如何呢
很显然
红色曲线比蓝色曲线更尖锐
此时
它所对应的通带带宽呢就越窄
那么就表明电路的选择性就越好
抗干扰的能力呢
也就越强
也就是说
曲线越尖锐
表示电路的选择性越好
实际上
RLC串联谐振电路就相当于是一个滤波器
它只允许谐振频率
领域内的信号通过
那么
通带带宽和品质因数Q的值又有什么关系呢
通带带宽BW=fH-fL
另外
对于A、B两点所对应的电流是最大值I0的0.707倍
也就是I0/√2倍
品质因数Q等于 2πf0L/R
或者是等于 1/(2πf0CR)
根据这三个式子
我们最后可以推导出BW
实际上是等于F0/Q的
也就是说
通带带宽越窄就意味着品质因数
Q的值越大
因此
红色曲线所对应的品质因数Q的值呢
要大
Q的值越大
就表示曲线越尖锐
电路的选择性就越好
抗干扰的能力呢也就越强
这是串联谐振在无线电通信工程当中的应用
当然
串联谐振还可以在电气工程中进行应用
因为在发生串联谐振的时候
电感电压或者是电容电压是电源电压的Q倍
根据这一特性
我们就可以用它来进行电气设备的耐压实验
用来检测设备的绝缘性等等
我们还可以将它作为电力无源滤波器
你比如当电网中含有非线性负载的时候
就会产生谐波电流
假设此时产生了3次谐波电流
也就是说这个电流的频率是基波频率的3倍
为了避免它流入电网
我们加入RLC串联电路
让3次谐波通过RLC支路
那么这样呢就起到了一个滤除谐波的作用
另外
串联谐振还可以用来进行元器件参数的测量
你比如电容C或者是电感L的测量
还有高压直流输电线路参数的测试
以及在电力电子技术当中利用串联谐振电感电容
能量互换的特点来减少开关管的开关损耗等等
实际上串联谐振的应用是非常广泛的
我们这里只是抛砖引玉
好 这一讲
我们就介绍到这里
谢谢大家
-1.1电路及其组成
--电路及其组成
--电路及其组成
-1.2集总电路和电路模型
-1.3.1 电路变量-电流和电压
-1.3.2 电路变量-电功率和电能
-1.4.1电路元件的概念
--电路元件的概念
--电路元件的概念
-1.4.2电阻元件
--电阻元件
--电阻元件
-1.4.3独立电压源
--独立电压源
--独立电压源
-1.4.4独立电流源
--独立电流源
--独立电流源
-1.4.5受控源
--受控源
--受控源
-1.5.1基尔霍夫电流定律
--基尔霍夫电流定律
--基尔霍夫电流定律
-1.5.2基尔霍夫电压定律
--基尔霍夫电压定律
--基尔霍夫电压定律
-第1章 电路模型和电路定律--第1章习题
-2.1电阻的串联和并联等效变换
-2.2平衡电桥
--平衡电桥
--平衡电桥
-2.3电阻的Y形连接和△形连接等效变换
-2.4理想电压源、电流源的串联和并联
-2.5两种实际电源的等效变换
-2.6输入电阻
--输入电阻
--输入电阻
-第2章 电阻电路的等效变换--第2章习题
-3.1 电路分析方法
--电路分析方法
--电路分析方法
-3.2.1结点电压法
--结点电压法
--结点电压法
-3.2.2含受控源的结点法
--含受控源的结点法
--含受控源的结点法
-3.2.3含电流源与串联电阻的结点法
-3.2.4含电压源的结点法
--含电压源的结点法
--含电压源的结点法
-3.3.1回路电流法
--回路电流法
--回路电流法
-3.3.2 含电流源的回路法
--含电流源的回路法
--含电流源的回路法
-3.4 结点法和回路法的比较
-3.5 含三极管的直流电路分析
-3.6 含理想运放的直流电路分析
-3.7 卡西欧计算器在稳恒直流电路中的应用
-第3章 电阻电路的一般分析--第3章习题
-4.1叠加定理
--叠加定理
--叠加定理
-4.2替代定理
--替代定理
--替代定理
-4.3戴维南定理和诺顿定理
-4.4最大功率传输定理
--最大功率传输定理
--最大功率传输定理
-第4章 电路定理--第4章习题
-5.1 电容元件
--电容元件
--电容元件
-5.2 电感元件
--电感元件
--电感元件
-5.3 动态电路及其阶数
--动态电路及其阶数
--动态电路及其阶数
-5.4 动态电路的换路定律
-5.5 动态电路的初始条件
-5.6.1 RC电路的零输入响应
-- RC电路的零输入响应
-- RC电路的零输入响应
-5.6.2 RL电路的零输入响应
-5.6.3 一阶电路零输入响应的工程应用实例
-5.7 一阶电路的零状态响应
-5.8 一阶电路的全响应
--一阶电路的全响应
--一阶电路的全响应
-5.9 一阶电路响应的分解
-5.10 一阶电路的工程应用举例: RC微积分电路
-第5章 动态电路时域分析--第5章习题
-6.1正弦量的基本概念
--正弦量的基本概念
--正弦量的基本概念
-6.2 有效值
--有效值
--有效值
-6.3 复数及其运算
--复数及其运算
--复数及其运算
-6.4 正弦量的相量表示法
-6.5 相量法基础
--相量法基础
--相量法基础
-6.6 电路定律的相量形式
-6.7 阻抗和导纳
--阻抗和导纳
--阻抗和导纳
-6.8 电路的相量图
--电路的相量图
--电路的相量图
-6.9 正弦稳态电路相量分析法
-6.10 正弦稳态电路的功率
-6.11 复功率
--复功率
--复功率
-6.12 功率因数的提高
--功率因数的提高
--功率因数的提高
-6.13 正弦稳态电路最大功率传输
-6.14 串联谐振
--串联谐振
--串联谐振
-6.15 串联谐振的应用
--串联谐振的应用
--串联谐振的应用
-6.16 并联谐振
--并联谐振
--并联谐振
-6.17 卡西欧计算器在正弦稳态电路中的应用
-第6章 正弦稳态电路--第6章习题
-7.1 自感与互感
--自感与互感
--自感与互感
-7.2 自感电压与互感电压
-7.3 同名端
--同名端
-- 同名端
-7.4 互感的串联与并联
--互感的串联与并联
--互感的串联与并联
-7.5 互感电路的去耦方法
-7.6 含互感电路的计算
--含互感电路的计算
--含互感电路的计算
-7.7 空心变压器
--空心变压器
--空心变压器
-7.8 理想变压器
--理想变压器
--理想变压器
-第7章 含有耦合电感的电路--第7章习题
-8.1 三相电源
--三相电源
--三相电源
-8.2 三相电路的基本概念
-8.3 对称三相电路的线相关系
-8.4 对称Y-Y三相电路的计算
-8.5 非Y-Y对称三相电路的计算
-8.6 三相电路应用举例:简单照明系统及其故障分析
-8.7 三相电路的功率
--三相电路的功率
--三相电路的功率
-8.8 三相电路的功率的测量
-第8章 三相电路--第8章习题
-9.1非正弦周期信号及其分解
-9.2非正弦周期信号电路分析
-第9章 非正弦周期信号电路--第9章习题
-10.1 二端口概述
-10.2 二端口的方程和参数
-10.3 二端口的等效电路
-10.4 二端口的转移函数
-10.5 二端口的连接
-10.6 回转器和负阻抗变换器
-10.7 ZTH参数
-电路考研大纲
--考研电路大纲
-电路真题
--真题(一)
--真题(二)





