lc串联谐振电路谐振时回路电流

LC串联谐振电路重要特性

发布时间:2011-9-15 9:32:10 访问次数:3888

LC串联谐振电路是LC谐振电路中的另一种谐振电路。图4-59所示是LC串联谐振电路。电路中的Rl是线圈Ll的直流电阻，也是这一LC串联谐振电路的阻尼电阻，电阻器是一个耗能元件，它在这里要消耗谐振信号的能量。Ll与Cl串联后再与信号源Us相并联，这里的信号源是一个恒压源。 W04MB0

在LC串联谐振电路中，电阻Rl的阻值越小，对谐振信号的能量消耗越小，谐振电路的品质也越好，电路的Q值也越高；当电路中的电感Ll越大，存储的磁能越多，在电路损耗一定时谐振电路的品质也越好，电路的Q值也越高。

电路中，信号源与LC串联谐振电路之间不存在能量间的相互转换，只是电容Cl和电感Ll之间存在电能和磁能之间的相互转换。外加的输入信号只是补充由于电阻Rl消耗电能而损耗的信号能量。 LC串联谐振电路的谐振频率计算公式与并联谐振电路一样。 1．LC串联电路阻抗特性

图4-60所示是LC串联谐振电路阻抗特性曲线。

阻抗特性分析要将输入信号频率分成多种情况进行。

(1)输入信号频率等于谐振频率fo。当输入信

LCR串联谐振电路实验报告

实验目的：

本实验通过对LCR串联电路特性进行测量和研究，测量电路的谐振曲线，了解电路品质因素Q的物理意义，掌握LCR串联谐振电路的特点及其测量方法。

实验原理：

下图（图1）为LCR串联电路，交流信号源?在电路中所产生的电流的大小，不仅决定于电路中的电阻R ，而且还决定于电路中的电抗(2?fL?1)。其中2?fL是线圈L的2?fC感抗

Z；L1是电容器C容抗ZC。 2?fC

图1 LCR串联电路

根据交流电路原理，此回路中的电流I与电动势?之间的关系为

I??Z??1(2?fL?)2?fC2 （1）

?R2式中，Z为调谐回路的总阻抗， f为交流信号的频率，L表示电感，C表示电容。电动势?与电流I的相位差为：

2?fL???arctg[12?fCR] （2）

公式（1）、（2）中阻抗Z和相位差?，都是信号频率f的函数。 图 2、3、4 分别为LCR串联电路的阻抗、相位差、电流随频率的变化曲线，其中图 3 所示的??f曲线称为相频特性曲线。图 4 所示的I?f曲线称为幅频特性曲线（谐振曲线），

它表示在输出电压U1保持不变的条件下I随f的变化曲线。

LC 谐振放大器(D 题 摘 要

本题旨在设计一种满足增益、特定带宽、低功耗等条件的 LC 谐振放大器, 故本系统谐振放大部分采用多级谐振放大并结合 OPA355集成运放实现窄带,高 增益,低压低功耗的谐振放大功能,采用 π型滤波和 HT7136稳压管制作稳压电 源,输出作纯净波形作为电源部分。

LC 谐振放大器(D 题 1系统方案论证

本题要求设计并制作低压(直流 3.6V 、低功耗 (100mA以内 LC 谐振放大器。根据题目要求,本系统主要由衰 减器模块、 LC 谐振放大模块、集成运放模块、自动增益控制(AGC 模块和电源模块组成,下面分别论证上述几个 模块的设计方案和系统的总体方案。

1.1 衰减器模块方案选择 方案一: π型衰减器 方案二: T型衰减器 方案三: 桥 T 型

综合上述三种方案, T 型与 π型都较易实现并且计算容易,故本系统选用 π型衰减器来实现系统输入信号的衰 减。

1.2 LC谐振放大器模块方案选择

方案一: 采用双调谐回路谐振放大器。因为本题要求矩形系数尽可能小,该谐振回路具有频带较宽、选择性较好 的优点。优点是矩形系数低,较单调谐更易实现该条件,缺点是调试难度较大,放大倍数不易实现。

方案二:采用多级单调谐回

RLC串联谐振电路 一、知识要求：

理解RLC串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。 二、知识提要：

在RLC串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为串联谐振。 （1）、串联谐振的条件：UL?UC即XL?XC

11得：???CLC（2）、谐振角频率与频率：由

1谐振频率f0?2?LC?L?（3）、谐振时的相量图：

UL UR=U I????

Uc

（4）、串联谐振电路的特点： ①.电路阻抗最小：Z=R

②、电路中电流电大：I0=U/R

③、总电压与总电流同相位，电路呈阻性

④、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q倍，。即：UL=UC=I0XL=I0XC=

?XUXL=LU=QU RR式中：Q叫做电路的品质因数，其值为：

Q?XLXC2?f0L1＞＞1(由于一般串联谐振电路中的R很小，所以Q值???RRR2?f0CR总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q倍的高电压，又因为UL=UC，所以串联谐振又叫电压谐振。) （5）、串联谐振电路的应用：

适用于信号源内阻较低的交流电路。常被

电工电子实验教学中心

学生实验报告

—— 学年第 一学期

实验课程 电路分析实验 实验室 电子技术实验室二实验地点 东区一教518 学 号 姓 名

1

实验项目 实验时间 实验台号 一、实验目的 RLC串联谐振电路 月 日 星期 ， 节 报告成绩 1、学习测定RLC串联谐振电路的幅频特性曲线； 2、观察串联谐振现象，加深对谐振电路特性的理解。 二、实验仪器 1、电路分析实验箱 2、数字万用表 3、交流毫伏表 （双通道） 4、双踪示波器 5、信号发生器 三、实验原理 1、在R、L、C串联电路中，总阻抗是电源频率的函数，即Z?R?j(?L?1) ?C 改变角频率，Z会发生变化，回路中的电流I=Us/|Z|也会发生相应的变化。 1当?L?时，|Z|最小，如果Us 一定，此时回路中的电流I最大，这种现象称为?C该电路发生了串联谐振。谐振时的频率称为谐振频率，又称为电路的固有频率，即 ?o?11 或者f0? LC2?LC上式表明，电路的谐振频率，与电阻的大小无关

实验一 LC并联谐振回路仿真电路

一、实验目的

（1）学习Multisim 10软件的使用方法。

（2）学习Multisim 10中虚拟仪器的使用方法。 （3）理解LC并联谐振回路的基本特性。 二、实验内容及要求 1、创建实验电路

图1.1

2、谐振回路的调谐

图1.2 示波器波形显示

图1.3 谐振频率

图1.4 信号源电压

由图1.2知：谐振时，谐振频率fo=1.5820200MHz，输出峰-峰值UOPP =5.72Vpp 3、幅频特性曲线的测量 f/MHz fL0.1 1.423 … … … fL0.7 1.567 4.05 ... … … fo 1.582 5.72 ... … … fH0.7 1.601 4.03 … … … fH0.1 1.762 0.597 UOPP/V 0.570 表1.1 LC谐振回路幅频特性 4、幅频特性曲线和相频特性曲线的观测

图1.5 幅频特性

基于PSpiceRLC串联电路的谐振分析

姓名：XXX 指导老师：XXX

摘 要 本课程设计主要目的是为了对基于PSpiceRLC串联电路的谐振分析进行仿真，在课程设计中系统的开发平台为PSpice，程序运行平台为Windows XP。通过对运行结果的观察分析RLC串联电路的谐振。

关键词PSpice；RLC；谐振

1 引 言

1.1课程设计的题目

电路理论课程设计

——基于PSPICE RLC串联电路的谐振分析

1.2 课程设计的目的及意义

（1）通过设计、调试、仿真、验证，加强学生对电路课程的理解，提高学生的分析应用能力。

（2）通过训练使学生掌握正确的测量方法，能够熟练的使用虚拟仪器和仪表。

1.3 要求完成的主要任务

（1）熟练运用PSPICE软件创建电路、模拟电路、显示或绘制结果； （2）使用该软件进行电路分析并与理论结果进行比较； （3）独立完成课程设计说明书。

- 1 -

2 概 述

2.1 PSpice简介

PSpice是一个电路通用分析程序，它主要是实现对电路进行模拟和仿

并联谐振串联谐振概念机计算

L是电感，C是电容

在含有电容和电感的电路中，如果电容和电感并联，可能出现在某个很小的时间段内：电容的电压逐渐升高，而电流却逐渐减少；与此同时电感的电流却逐渐增加，电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内：电容的电压逐渐降低，而电流却逐渐增加；与此同时电感的电流却逐渐减少，电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值，电压的降低也可达到一个负的最大值，同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化，此时我们称为电路发生电的振荡。

电容和电感串联，电容器放电,电感开始有有一个逆向的反冲电流，电感充电;当电感的电压达到最大时，电容放电完毕，之后电感开始放电，电容开始充电，这样的往复运作，称为谐振。而在此过程中电感由于不断的充放电，于是就产生了电磁波。

电路振荡现象可能逐渐消失，也可能持续不变地维持着。当震荡持续维持时，我们称之为等幅振荡，也称为谐振。

谐振时间电容或电感两锻电压变化一个周期的时间称为谐振周期，谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关，即：f=1/√LC。

什么是谐振电路的品质因数（Q值）

2007年11月29日 星期四 12:04

在研究各种谐振电路时，常常

并联谐振串联谐振概念机计算

L是电感，C是电容

在含有电容和电感的电路中，如果电容和电感并联，可能出现在某个很小的时间段内：电容的电压逐渐升高，而电流却逐渐减少；与此同时电感的电流却逐渐增加，电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内：电容的电压逐渐降低，而电流却逐渐增加；与此同时电感的电流却逐渐减少，电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值，电压的降低也可达到一个负的最大值，同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化，此时我们称为电路发生电的振荡。

电容和电感串联，电容器放电,电感开始有有一个逆向的反冲电流，电感充电;当电感的电压达到最大时，电容放电完毕，之后电感开始放电，电容开始充电，这样的往复运作，称为谐振。而在此过程中电感由于不断的充放电，于是就产生了电磁波。

电路振荡现象可能逐渐消失，也可能持续不变地维持着。当震荡持续维持时，我们称之为等幅振荡，也称为谐振。

谐振时间电容或电感两锻电压变化一个周期的时间称为谐振周期，谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关，即：f=1/√LC。

什么是谐振电路的品质因数（Q值）

2007年11月29日 星期四 12:04

在研究各种谐振电路时，常常

并联谐振与串联谐振对谐波的影响

在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。而许多用电设备又是感性负载，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。传统的无功补偿与谐波治理方案分别是设置并联电容器和LC振荡电路，这些都需要电容器参与工作。而电容器和电网中的谐波又有相互影响。以下分别就并联电容器和串联电容器对谐波的影响分别分析： 一. 并联谐振对谐波的影响

并联谐振对谐波的主要影响是对谐波电流的放大。

1. 并联电容器对谐波电流放大的原理 在没有电容设备且不考虑输电线路的电容时，电力系统的谐波阻抗Zsn可由下式近似表示： Zsn Rsn jX

sn

Rsn jnXs （1-1）

式中 Rsn——系统的n次谐波电阻； Xsn——n次谐波电抗，Xsn=nXs; Xs——工频短路电抗。

设并联电容器的基波电抗为Xc，n次谐波电抗为Xcn，则 X

Cn

1n

Xc （1-2）

并联了电容器后，系统的谐波等效电路如图1所示。系统的n次