并联谐振电路的品质因数计算
RLC并联谐振电路
R L C并联谐振电路公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
电路课程设计举例：?以 R L C 并联谐振电路 1．电路课程设计目的 （1）验证RLC 并联电路谐振条件及谐振电路的特点； （2）学习使用EWB 仿真软件进行电路模拟。 2．仿真电路设计原理 本次设计的RLC 串联电路图如下图所示。 图1 RLC 并联谐振电路原理图 理论分析与计算： 根据图1所给出的元件参数具体计算过程为 发生谐振时满足L C ωω001= ,则RLC 并联谐振角频率ω0和谐振频率 f 0分别是 RLC 并联谐振电路的特点如下。 （1）谐振时Y=G,电路呈电阻性，导纳的模最小G B G Y =+=2 2. （2）若外施电流I s 一定，谐振时，电压为最大，G I U S o =,且与外施电流同相。 （3）电阻中的电流也达到最大，且与外施电流相等，I I S R =. （4）谐振时0=+I I C L ,即电感电流和电容电流大小相等，方向相反。 3．谐振电路设计内容与步骤 （1）电路发生谐振的条件及验证方法 这里有几种方法可以观察电路发生串联谐振：
(1)利用电流表测量总电流I s 和流经R 的电流I R ，两者相等时即为并 联谐振。 (2)利用示波器观察总电源与流经R 的电流波形，两者同相即为并联谐振。 例题：已知电感L 为0.02H,电容C 为50uf,电阻R 为200Ω。 由LC f π210=计算得,Hz f 1.1570= 按上图进行EWB 的仿真,得到下图。 流经电阻R 的电流和总电流I 相等为10mA,流进电感L 和电容C 的总电流为5.550uF ，几乎为零，所以电路达到谐振状态。 总电源与流经R 的电流波形同相，所以电路达到并联谐振状态。 4．实验体会和总结 这次实验我学会了运用EWB 仿真RLC 并联谐振电路，并且运用并联谐振的特点判断达到谐振状态。尤其是观察总电源与流经R 的电流波形，两者同相即为并联谐振。这种方法我们只能在实验中看到，平时做题试卷上是不可能观察到的。这加深了我对谐振电路的理解。
谐振电路的品质因素与计算公式
谐振电路的品质因素与计算公式 谐振电路在电子技术中有着广泛的应用.谐振电路的特性与该谐振电路的品质因数(即Q值)密切相关.求1个电路的Q值应从其定义出发,才能对Q值的意义有更深刻的理解对谐振电路的特性有更全面的认识。在研究各种谐振电路时，常常涉及到电路的品质因素Q值的问题，那么什么是Q值呢？下面我们作详细的论述。 品质因数的原始定义是由能量来定义的，表示了电路中能量之间的转换的关系，即电路的储能效率。从能量定义品质因数可以清楚地表达品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义。 对于简单的RLC串联、并联电路品质因数的计算我们可以直接套用品质因数在RLC串联、并联电路中的定义式进行计算，但是对于稍复杂的RLC谐振电路这些公式就不再适用。通过品质因数最原始的定义即能量定义一定是可以计算的任意谐振电路的品质因数，但是却会较为繁琐。 图1是一串联谐振电路，它由电容C、电感L和由电容的漏电阻与电感的线电阻R所组成。此电路的复数阻抗Z为三个元件的复数阻抗之和。
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴ 上式电阻R是复数的实部，感抗与容抗之差是复数的虚部，虚部我们称之为电抗用X表示, ω是外加信号的角频率。 当X=0时，电路处于谐振状态,此时感抗和容抗相互抵消了，即式⑴中的虚部为零，于是电路中的阻抗最小。因此电流最大，电路此时是一个纯电阻性负载电路，电路中的电压与电流同相。电路在谐振时容抗等于感抗，所以电容和电感上两端的电压有效值必然相等， 电容上的电压有效值UC=I*1/ωC=U/ωCR=QU品质因素Q=1/ωCR，这里I 是电路的总电流。 电感上的电压有效值UL=ωLI=ωL*U/R=QU品质因素Q=ωL/R 因为：UC=UL 所以Q=1/ωCR=ωL/R 电容上的电压与外加信号电压U之比UC/U= （I*1/ωC）/RI=1/ωCR=Q 电感上的电压与外加信号电压U之比UL/U= ωLI/RI=ωL/R=Q 从上面分析可见，电路的品质因素越高，电感或电容上的电压比外加电压越高。结论 品质因数的能量定义清楚地表达了品质因数的物理意义，对于各种电路具有普遍意义，但是如果利用它去求解较为复杂的谐振电路的品质因数则相当困难，甚至难以求解。串联和并联谐振电路的品质因数的定义，是从电路参数的角度对品质因数直接下了定义，这种定义有利于求解品质因数的计算，但是从理解的角度讲,不如品质因数的能量定义更加明确，更容易看清其所包含的物理意义。从第一部分的证明我们可以看出串联、并联谐振电路的品质因数的定义可以由品质因
LC 串并联谐振回路特性实验
LC 串并联谐振回路特性实验--(转自高频电子线路实验指导书) 2009-01-09 19:34:22| 分类：电子电路| 标签：|字号大中小订阅 LC 串并联谐振回路特性实验 一、实验目的 1、掌握LC 振荡回路的谐振原理。 2、掌握LC 串并联谐振回路的谐振特性。 3、掌握LC 串并联谐振回路的选频特性。 二、实验内容 测量LC 串并联谐振回路的电压增益和通频带，判断选择性优劣。 三、实验仪器 1、扫频仪一台 2、20MHz 模拟示波器一台 3、数字万用表一块 4、调试工具一套 四、实验原理 （一）基本原理 在高频电子线路中，用选频网络选出我们所需的频率和滤除不需要的频率成分。通 常，在高频电子线路中应用的选频网络分为两类。第一类是由电感和电容元件组成的振 荡回路（也称谐振回路），它又可以分为单振荡回路以及耦合振荡回路；第二类是各种
滤波器，如LC 滤波器，石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面滤波器等。本实验主要 介绍第一类振荡回路。 1、串联谐振回路 信号源与电容和电感串联，就构成串联振荡回路。电感的感抗值（ wL ）随信号频 率的升高而增大，电容的容抗值（ wC 1 ）则随信号频率的升高而减小。与感抗或容抗的 变化规律不同，串联振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最小值，而偏离特定频率时 的阻抗将迅速增大，单振荡回路的这种特性为谐振特性，这特定的频率称为谐振频率。 图2-1 所示为电感L、电容C 和外加电压Vs 组成的串联谐振回路。图中R 通常是 电感线圈损耗的等效电阻，电容损耗很小，一般可以忽略。 图2-1 串联振荡回路 保持电路参数R、L、C 值不变，改变外加电压Vs 的频率，或保持Vs 的频率不变， 而改变L 或C 的数值，都能使电路发生谐振（回路中的电流的幅度达到最大值）。
串联基本计算(一)
串联电路基本计算 例1．电阻R1=20Ω、R2=40Ω串联后接在电压为12伏的电源两端,求：①通过R1的电流；②R1、R2两端的电压。 练习1．电阻R1、R2串联后接在电压为15伏的电源两端，已知R1=24Ω，通过R2的电流为0.25安，求R2的阻值和R2两端电压。 2．电阻R1=20Ω、R2=40Ω串联后接在电源两端，已知通过R2的电流为0.2安，求R1两端的电压和电源电压 3．如图所示，电源电压为12伏，保持不变。电阻R1=20欧，电键S 闭合后，电流表示数为0.2安。求：R1两端的电压和电阻R2的阻值 4．如图所示电路，电源电压为6伏，L1的阻值为10欧，闭合电键后， 电压表示数为4伏，求电压表示数，L2的阻值。 5．电阻R1=10Ω、R2=30Ω串联后接在电压为12伏的电源两端，求R1、R2两端的电压；若将R2减小到R2'=20Ω其他条件不变，求此时R1、R2'两端的电压。 例2。一盏小灯泡正常工作的电压和电流分别为6伏和0.2安，若把它接到10伏的电源上，为使它正常工作，应该怎么做？ 练习6。有一个阻值为25欧的灯泡，正常工作时的电压为3伏，把它接到电压为12伏的电源上，要使它正常工作，①需要怎么做？②求灯泡正常工作时的电流；
7. 电阻R1、R2的比值为1∶2，则在串联时电阻R1、R2通过的电流之比为_____，电阻R1、R2两端的电压之比为_____。 8．电阻R1、R2的比值为2∶3，在它们串联时R1两端的电压为4V，则R2两端的电压为____ V，它们两端的总电压为____ V. 9．R1∶R2=3∶5，R1与R2串联在电压为12V的电源两端，则R1与R2的电压分别为_____V 和_____V。 10．电阻R1、R2串联时，R1、R2两端的电压之比为2∶3，若R1两端的电压为4V，则R1两端的电压为____V。若R2=60Ω，则R1=_____Ω。 11．电阻R1、R2串联后接在电压为12V的电源两端,通过电阻R1的电流为0.5A，R1、R2两端的电压之比为3∶1，则R2=___Ω. 例3．如图所示，电阻R1=12欧。开关SA断开时，通过的电流为0.3安；开关SA闭合时，电流表的示数为0.5安。问：电源电压为多大？电阻R2的阻值为多大？ 11.在如图4所示的电路中，电源电压为18伏，闭合电键S，电流表的示数为0.9安，断开电键S，电流表示数为0.6安，求：（1）电阻R1和R2的阻值；（2）电键S闭合时电压表V 的示数． 12.如图，电阻R1、R2的阻值是5欧、10欧，当电键S断开时，电流表的示数为0.4安，求（1）电源电压；（2）当电键S闭合时，电流表的示数和电压表的示数。
RLC并联谐振电路
电路课程设计举例： 以RLC 并联谐振电路 1．电路课程设计目的 （1）验证RLC 并联电路谐振条件及谐振电路的特点； （2）学习使用EWB 仿真软件进行电路模拟。 2．仿真电路设计原理 本次设计的RLC 串联电路图如下图所示。 图1 RLC 并联谐振电路原理图 理论分析与计算： 根据图1所给出的元件参数具体计算过程为 )1(111L C j R L j C j R Y ωωωω-+=++= 发生谐振时满足L C ω ω0 1 = ,则RLC 并联谐振角频率 ω 和谐振频率 f 分别是 LC LC f πω21, 10 0= = RLC 并联谐振电路的特点如下。 （1）谐振时Y=G,电路呈电阻性，导纳的模最小 G B G Y =+= 2 2 . （2）若外施电流 I s 一定，谐振时，电压为最大，G I U S o =,且与外施电流同相。 （3）电阻中的电流也达到最大，且与外施电流相等， I I S R = .
（4）谐振时 0=+I I C L ,即电感电流和电容电流大小相等，方向相反。 3．谐振电路设计内容与步骤 （1）电路发生谐振的条件及验证方法 这里有几种方法可以观察电路发生串联谐振： (1)利用电流表测量总电流 I s 和流经R 的电流 I R ，两者相等时即为并联谐振。 (2)利用示波器观察总电源与流经R 的电流波形，两者同相即为并联谐振。 例题：已知电感L 为,电容C 为50uf,电阻R 为200Ω。 由LC f π210 = 计算得, Hz f 1.1570 = 按上图进行EWB 的仿真,得到下图。
流经电阻R的电流和总电流I相等为10mA,流进电感L和电容C的总电流为，几乎为零，所以电路达到谐振状态。 总电源与流经R的电流波形同相，所以电路达到并联谐振状态。 4．实验体会和总结 这次实验我学会了运用EWB仿真RLC并联谐振电路，并且运用并联谐振的特点判断达到谐振状态。尤其是观察总电源与流经R的电流波形，两者同相即为并联谐振。这种方法我们只能在实验中看到，平时做题试卷上是不可能观察到的。这加深了我对谐振电路的理解。
串联谐振电路品质因数的定义
串联谐振电路品质因数的定义 谐振电路中一个非常重要的参数就是品质因数Q,它揭示了谐振电路的各种重要关系,Q值的大小直接影响谐振电路的通频带和选择性等重要指标。然而,在现有的电子教科书中,对谐振电路品质因数的描述大都比较简单,这不利于学生对这一概念与其内涵的真正理解与把握。特别是对品质因数Q值的求解,学生更是感到无从下手。针对于这问题,本文从品质因数的定义出发进行研究,介绍了一种计算品质因数Q值简单而又有效的方法。 1.品质因数的定义 电路的品质因数分为串联电路的品质因数与并联电路的品质因数,以及部分电路的品质因数和整体电路的品质因数。品质因数有以下几种定义方式: 1.1用能量定义品质因数的能量定义清楚地表达了品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q值相对比较复杂,有时候甚至难以计算。计算公式如下: 品质因数Q=2π(ω0/ωR0) 式中:0ω———谐振时电路储存的能量,ωR0———谐振时电路在1周期内消耗的能量。 品质因数Q=2π(ωLOM/P0T0) 式中:ωLOM———谐振时电路中电感能量的最大值,P0———谐振时电路中消耗的有功功率,T0———谐振周期。
1.2用功率定义品质因数的功率定义是从另一个角度对品质因数的能量定义的一种解释,它也较好地表达了品质因数的物理意义,用它来计算品质因数Q值的方法相对来说比用能量定义的方法来求解要好得多,不会出现计算不出来的情况。但对较为复杂电路,其计算过程较为繁琐。其计算公式如下: 品质因数Q=Q0/P0 式中:Q0———谐振时的无功功率,P0———谐振时的有功功率。 1.3串联电路品质因数的定义 1.3.1用参数定义如图1所示的RLC串联谐振电路,一般教科书用参数这样定义串联电路的品质因数:谐振时回路感抗值(或容抗值)与回路电阻R的比值称为回路的品质因数,用参数计算公式如下: 品质因数Q=ω0L/R=1/ω0CR=1R·L/R(1) 式中:0ω———电路谐振角频率,L———电路中的电感,C———电路中的电容,R———电路的电阻。
串联谐振电路和并联谐振电路的特性
串联谐振电路和并联谐振电路的特性 一..并;联谐振电路:当外来频率加于一并联谐振电路时,它有以下特性: 1.当外加频率等于其谐振频率时其电路阻抗呈纯电阻性,且有最大值,它这个特性在实际应用中叫做选频 电路. 2.当外加频率高于其谐振频率时,电路阻抗呈容性,相当于一个电容. 3.当外加频率低于其谐振频率时,这时电路呈感性,相当于一个电感线圈. 所以当串联或并联谐振电路不是调节在信号频率点时,信号通过它将会产生相移.(即相位失真) 二.串联谐振电路:当外来频率加于一串联谐振电路时,它有以下特性: 1.当外加频率等于其谐振频率时其电路阻抗呈纯电阻性,且有最少值,它这个特性在实际应用中叫做陷波 器. 2.当外加频率高于其谐振频率时,电路阻抗呈感性,相当于一个电感线圈. 3.当外加频率低于其谐振频率时,这时电路呈容性,相当于一个电容. 并联谐振与串联谐振 2010-03-03 15:49:30| 分类：电子电路| 标签：|字号大中小订阅 1、对于理想的L、C元件，串联谐振发生时，L、C元件上的电压大小相等、方向相反，总电压等于0（谐振阻抗为零）。而并联谐振发生时，L、C元件中的电流大小相等、方向相反，总电流等于0（谐振阻抗为 无穷大）。故有如题的称呼。 2、无论是串联还是并联谐振，在谐振发生时，L、C之间都实现了完全的能量交换。即释放的磁能完全转 换成电场能储存进电容；而在另一时刻电容放电，又转换成磁能由电感储存。 3、在串联谐振电路中，由于串联——L、C流过同一个电流，因此能量的交换以电压极性的变化进行；在 并联电路中，L、C两端是同一个电压，故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。 4、谐振时电感和电容还是两个元件，否则不能进行能量交换；但从等效阻抗的角度，是变成了一个元件： 数值为零或无穷大的电阻。 5、串联谐振是电流谐振，一般起电流放大作用。如老式收音机通过串联谐振将微弱电流信号放大。并联谐 振是起电压放大作作。
串联电路基本计算
串联电路计算 一．串联电路的基本性质：（图1） 在串联电路中 1． I = I 1 = I 2 电流强度处处相等； 2． U = U 1+ U 2 总电压等于各导体两端电压的和； 3． R = R 1+ R 2 总电阻等于各导体电阻的和； 4． U 1 / U 2 = R 1 / R 2 串联电阻有分压作用，电压的分配与电阻成比。 图1 二．基本计算 1．如图2所示，电源电压为9伏，电铃的工作电流为0.2安，串联一个15欧的电阻后电铃 正常工作，求：，电铃的工作电阻多大？ 图2 2．电阻R 1 = 12欧，将它与电阻R 2 串联后接到8伏的电压上，已知R 2两端的电压是2伏， 求R 2的阻值。 3．如图3所示电路中，灯泡L 的电阻R =20欧，正常工作时的电压为3伏，现有一个电压 为4.5伏的电源，要使小灯能正常工作，则必须怎样连接入一个多大的电阻？ 4 、图4所示，电阻R 1为24欧，电键K 断开时，电流表的示数为0.3安；电键K 闭合时， 电流表的示数为0.5安，则（1）电源电压为多大？（2）电阻R 2多大？ 图4 5、在图21所示的电路中，电源电压为6伏且不变，电阻R 1的阻值为 10欧，闭合电键S ，电流表示数为0.2安， 求： 图3 R A V 1 A ×
(1) 电阻R2的阻值；(2)电压表V1的示数(3) 电压表V2的示数 7. 把8欧和4欧的电阻串联在电路中，当通过4欧电阻的电流为0.2安时，它两端的电压是 伏，通过8欧电阻的电流为 安，电路总电压为 伏。 8. 甲、乙两灯串联在8伏的电路上，已知两灯电阻R甲∶R乙之比为1∶3，通过甲的电流是 0.2安，则R甲为欧，乙灯两端的电压是伏。 9．如图5所示，长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB和BC 连接在一起。流过AB的电流为I AB，流过BC的电流为I BC，则 I AB_______I BC，导体AB和BC两端的电压分别为U AB和U BC，则 U AB_______U BC（填“大于”、“等于”或“小于”）。 10、如图6所示的电路中，电源电压保持9伏不变，定值电阻R1 为5欧，滑动变阻器最大电阻为10欧，当滑片由a端滑向b端的 过程中，电压表的示数变化范围为伏，电流表示数变化 范围为安。 11、如图7所示电路中，灯泡L的电阻R=20欧，滑动变阻器R1的滑 片P移到最左端时电流表的示数为1.2安，滑动变阻器的滑片P移 到最右端时电流表的示数为0.4安，则滑动变阻器的阻值变化范围 为欧。当滑动变阻器的滑片移到如图所示位置时，电压 表V1的示数为8伏，则V2的示数为伏，当滑动变阻器的滑片 向右移动时，电压表V1的示数将，电压表V2的示数将，电流表A的示数 将。（选填“变大”“变小”或“不变”） 12、如图8所示的电路中电源电压为8伏，电阻R1、、R2的示数分 别是20欧和60欧，当电键K闭合后，电压表的示数为伏， 若将电压表、电流表的位置对调，则电压表的示数为伏，电 流表的示数为安。 13、如图9--a所示，R1= 40欧，电源电压保持不变，当变阻器的滑 片P在b点时，电压表示数为3伏，当P在R ab中点时，电压表示数为2伏。求：（1）电源 电压U；（2）R ab的最大值。 图5 图8 图7 图6
串联电路计算
串联电路计算 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
串联电路计算 一、串联电路基本特点： 串联电路：指的是用电器之间是依次连接在一起的电路，A 表和V 表______用 电器（选填“是”或“不是”）。（如图1(a )、(b ) 、(c )所示） ☆ 友情提示：何谓“总电阻”—— 若两个电阻R 1、R 2串联时，对电流产生的阻碍作用与一个电阻R 产生的的阻碍作用 相同，那么，这个电阻R 就叫这两个串联电 阻的总电阻，电阻R 1、R 2被称为分电阻。 ☆分压特点：串联电路中，电压的分配与电阻成正比。 二、串联电路的简单计算 使用规律前，理由先写明： 例1：在图5所示的电路中，已知R 1、R 2的阻值分别为10欧、20欧，闭合电键S ，观察到电流表A 、电压表V 1、V 2的示数分别为安、1伏、2伏。求： (1) 通过电源的电流I 。 (2) 电源电压U 。 (3) 电路的总电阻R 。 读题时标注角码，不出错： A V 1 V 2 R 1 R 2 S A V 2 V 1 R 1 R 2 S S R 1 R 2 （a ） 图 1 （b ） （c ） 图 4 （（b 图5 A V 1 V 2 R 1 R 2 S
例2、如右图所示，电阻R 2为20欧，闭合电键S ，观察到电压表V 1、V 2的示数分别为6伏、4伏。求： (1) 电阻R 2两端的电压U 2。 (2)电流表的示数I 。 (3)电阻R 1的阻值。 (4)电路的总电阻R 。 ①边读题边把数据“搬”上图 ②题目中的V 表、A 表，不根据它们的角码来写，而是测谁的电压、电流，写谁的电压、电流： 例如上题中：V2表测R1的电压，因此应在R1边上 写上数据：U1=4V V1表测电源的电压，因此应在电源边上写上数据U=6V 学会串联分压，解题更轻松： 例3、如图6所示，已知R 1=4R 2，闭合电键S 后，观察到电压表V 的示数为8伏、电流表的示数为安。求： (1) 电阻R 1两端的电压U 1。 (2) 电阻R 1、R 2的阻值。 (3) 电压表V 1的示数U 。 草稿纸上：提前运算好比例关系 电压太大怎么办，串联分压来帮你 例4、现有一个小灯，正常工作时，只需要3伏电压和安的电流，但现在只有一组电压为9伏的电源，请通过计算说明如何连接能使该盏灯正常工作。 电表规律寻一寻 ①量程选择：能选小量程，则选小量程 即：题目中出现“若电流表的示数为”则电流表一定选择“__________”量程。 ②如何理解“A 表和V 表偏转角度均相同” R 1 R 2 S A V 图 图 “3 伏 安” 9伏 小灯需要一个用电器来帮它 “分担压力”，你会怎么来画
RLC并联谐振电路
RLC 并联谐振电路
电路课程设计举例：？以R L C并联谐振电路 1.电路课程设计目的 （1）验证屉C并联电路谐振条件及谐振电路的待点； （2）学习使用EWB仿真软件进行电路模拟。 2.仿真电路设计原理 本次设计的屉C串联电路图如下图所示。 图1屉C并联谐振电路原理图 理论分析与计算： 根据图1所给出的元件参数具体计算过程为 发生谐振时满足0（）C =」一，则RLC并联谐振角频率0°和谐振频率/［分别是RLC并联谐振电路的待点如下。 （1）谐振时Y二G,电路呈电阻性，导纳的模最小|丫卜J G'+ J B'G? （2）若外施电流人一定，谐振时，电压为最大，［J丄,且与外施电流同相。 G （3）电阻中的电流也达到最大，且与外施电流相等，W （4）谐振时// +/c = 0,即电感电流和电容电流大小相等，方向相反。 3.谐振电路设计内容与步骤 （1）电路发生谐振的条件及验证方法 这里有儿种方法可以观察电路发生串联谐振： （1）利用电流表测量总电流人和流经R的电流人，两者相等时即为并联谐振。 （2）利用示波器观察总电源与流经R的电流波形，两者同相即为并联谐振。
例题：已知电感L为0. 02H,电容C为50uf,电阻R为2000。 由f =一计算得，f = 157.1Hz J 02兀亦」° 按上图进行EWB的仿真，得到下图。 流经电阻R的电流和总电流I相等为10mA,流进电感L和电容C的总电流为5. 550uF,儿乎为零，所以电路达到谐振状态。 总电源与流经R的电流波形同相，所以电路达到并联谐振状态。 4.实验体会和总结 这次实验我学会了运用EWB仿真RLC并联谐振电路，并且运用并联谐振的特点判断达到谐振状态。尤其是观察总电源与流经R的电流波形，两者同相即为并联谐振。这种方法我们只能在实验中看到，平时做题试卷上是不可能观察到的。这加深了我对谐振电路的理解。
品质因数计算
电路理论基础论文 名称：电路品质因数的定义及计算方法 学生姓名： 学院： 班级： 学号： 2013年12月
电路品质因数的定义及计算方法 XXX （哈尔滨工业大学 控制科学与工程 哈尔滨150001） 摘要：品质因数是谐振电路中非常重要的一个参数。本文将介绍品质因数的三种定义及之间的相互关系并对谐振电路中品质因数的计算方法进行讨论，给出了一般RLC 电路谐振时品质因数的简单计算方法。 关键词：品质因数；定义；计算方法；谐振电路；等效阻抗；等效导纳； 品质因数是谐振电路中一个非常重要的参数，然而在课程教材只是在RLC 串联、并联谐振电路中直接给出了谐振电路的品质因数的计算公式并由计算公式定义了品质因数，但对于品质因数的原始定义、其物理意义及在较为复杂的RLC 混联电路中的计算方法却并没有说明。本文将介绍品质因数的原始定义，并从原始定义分别推导RLC 串联、并联谐振电路的品质因数定义式，最终给出复杂RCL 谐振电路的品质因数计算的简单方法。 1. 品质因数的定义及相互间的关系 1.1 从能量的角度定义 =2Q π 电路中存储的最大能量电路在一周期内消耗的总能量 品质因数的原始定义是由能量来定义的，表示了电路中能量之间的转换的关系，即电路的储能效率。从能量定义品质因数可以清楚地表达品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q 值则相对比较复杂。 1.2 在RLC 串联谐振电路中的定义 R L C 图一：RCL 串联电路 RLC 串联电路图如图所示，电路处于谐振状态时，L 、C 为RLC 串联电路中的电感及电容，C L = ρ，ρ称为RLC 串联电路的特性阻抗。则品质因数R Q ρ=。 1.3 在RLC 并联谐振电路中的定义
品质因数
线圈的品质因数称作q值。它表示线圈在一定频率的交流电压下工作时，其感抗ｘl和等效损耗电阻之比，即为q值。表示公式为 式中：2---常数 f--频率 l--线圈的电感量 r--线圈的总损耗电阻,在低频下可视为线圈的直流电阻. q值的大小一般在几十到几百。q值越高，电路的损耗越小，效率越高。提高绕制线圈的q值可从以下几方面实施: 1)在线圈中装人磁心，这样可以增大电感值，从而提高q值。 2)尽量使用较粗的导线绕制线圈，在高频时还应采用多股线，这样可以减小导线电阻, 提高q值. 电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高. 电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关. 也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大.降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯. Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡. Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现.这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值. 品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量 通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=w0/Q,表明,Q大则通频带窄,Q 小则通频带宽. Q=wL/R=1/wRC 其中: Q是品质因素 w是角频率 L是电感 R是串的电阻 C是电容 品质因数（□值）是表征电子电路中谐振回路特性的基本参数。谐振回路的能量关系为□也可用谐振回路各阻抗参量表示为 □通常，某个元件（如电感器或电容器）的□值,指这一元件与一理想的无损耗元件所组成的谐振回路的□值。品质因数测量有Q表法和变电容或变频率两种方法。 Q表法（电压比法）在高频范围广泛采用Q表法测量□值（图1高频Q表法原理图）。其基本原理是:被测件与Q表内部调谐电容器（及辅助电感）组成谐振回路，通过谐振电压和激励电压之比在谐振电压表上利用直接刻度得出谐振回路的直读□值。用此法还可由调谐电容读数求出被测件的电感或电容值。Q表法具有多用途、宽量程和可在实际工作频率下进行测量等特点。 变电容或变频率(通带)法这种方法是各种微波□□值测量方法的基础(图2变电容或变频率(通带)法原理图)。改变电容□或频率□测出谐振回路的谐振曲线,从而求出回路的□值,□
串并联谐振的特点
串联谐振的特点 1.谐振时回路的阻抗最小，且 2.谐振时的回路电流最大，且与激励源同相。 3.谐振时电阻上的电压，与激励源大小相等，相位相同。 4.电路在谐振时，电容上的电压与电感L上的电压相位相反、大小相等，都等于电 源电压的倍。 注意：由于值通常很大，谐振时（或）上的端电压将很高，往往会造成元件的损坏。但谐振时和两端的总等效阻抗为零。 频率特性 图示电路中的电流为： 谐振时的电流为： 可以推导得：，其中，称为相对失谐。 幅频特性 定义：信号幅度随频率变化的关系，则 可以证明：回路值越高，曲线越尖锐，回路选择信号的能力越强，选择性越好。
并联谐振的特点 以下讨论都是在品质因数很高的条件下进行 特点 1.谐振时回路的阻抗最大，且 2.谐振时的回路端电压最大，且与激励源同相 3.电路在谐振时，电容支路和电感支路的电流几乎大小相等、相位相反。二者的大小 近似等于激励电流源的倍。 频率特性 图示电路的端电压为： 在（）的情况下，有 可以推导得：，其中 幅频特性
定义：信号幅度随频率变化的关系，则 可以证明与串联谐振电路相同，回路值越高，曲线越尖锐，回路选择信号能力越强， 选择性越好。 谐振回路的能量关系（功率） 1．不论是串联谐振回路还是并联谐振回路都是由电阻、电容和电感组成。2．电阻是耗能元件，它将消耗能量；电容是储能元件，它将储存电场能量；电感 也是储能元件，它将储存磁场能量。、均不会消耗能量。 3．由于谐振时回路为纯阻性，则激励源提供的能量将全部消耗掉。 4．谐振回路的能量关系：电容储存的电能和电感储存的磁能将以振荡的形式（因为电容端电压和流过电感的电流为正弦信号）互相转换，总的储存能量保持不变。而激 励源供给电路的能量，全部消耗在电阻上转化为热能。 谐振回路的通频带 通频带的意义：定义通频带是为了衡量回路选择一定范围内频率的能力。 谐振回路的选择性： 1．回路的值越高，选择信号的能力越强，偏离谐振频率的信号越容易被抑制。 2．实际信号是由若干频率分量所组成的多频率信号。 3．人们希望谐振电路能够把实际信号中的各有用频率分量都能选择出来；对不需要的频率分量（也称为干扰）能够得到最大限度的抑制。
最新串联、并联电路计算强化练习
串联、并联电路计算 强化练习
串联电路计算题 1．如图所示，电阻R1=12欧。电键SA断开时，通过的电流为0.3安；电键SA闭合时，电流表的示数为0.5安。问：电源电压为多大？电阻R2的阻值为多大？ 2．如图所示，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，当滑片P在中点时，电流表读数为0.24安，电压表读数为7.2伏，求： （1）电阻R1和电源电压 （2）滑动变阻器移到右端时，电流表和电压表的读数。 3．如图所示，电源电压为12伏，保持不变。电阻R1=20欧，电键SA闭合后， 电流表示数为0.2安。问：R1两端的电压多大？电阻R2的阻值多大？ 4．如图所示，滑动变阻器的变阻范围为0~20欧，闭合电键，当滑片在左端 时，电压表、电流表的读数分别为12伏和0.3安，求： （1）电源电压 （2）电阻R1的阻值 （3）当滑片移到右端时，电流表、电压表的读数。 5．如图所示，电源的电压U=6V恒定不变，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2 上标有“20Ω 1A”的字样。(1)滑片P在a点时，电压表的示数是多少？(2)滑片P 在a点时，电流表的示数是多少？(3)滑片P在中点时，电压表的示数是多少？ 6．在如图所示的电路中,电源电压为12伏,电阻R1的阻值为20欧,变 阻器R2规格为“60Ω，2A”。当电键K闭合时,电流表A的示数为0.2 安。(1)求电压表V1和V2的示数。 (2)滑动变阻器连入电路中的阻值。 (3)电流表示数的最大值能到达多少？（4）电压表V2示数最大能达到 多少伏？ 7．在如图所示的电路中，电源电压为6伏且不变。电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样，两电表均为常用电表。闭合电键S，电流表示数为0.2安。 求：（1）电压表的示数； （2）电阻R2连入电路的阻值； （3）若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，发现电压表和电流表中有一 R1 S R2 P V A 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢- 2 -
谐振电路和品质因数Q值的物理意义及教学思路
收稿日期:2012-11-27 作者简介:雷志坤(1966~),广西机电职业技术学院讲师,研究方向:电子技术、实验实训教学。浅谈谐振电路和品质因数Q 值的 物理意义及教学思路 雷志坤 (广西机电职业技术学院,广西南宁 530007) 摘 要:谐振是电路在运行过程中的一个特殊状态,处于谐振状态的电路具有明显而独特的特征;电路品质因数Q 值的物理意义在于揭示了电路谐振程度的强弱,体现了电路对信号源频率的选择性以及电路中无功功率对有功功率的比例。充分理解谐振和品质因数的物理含义对掌握和应用其原理起到事半功倍的效果。本文从实用角度出发,通过对常见应用实例分析引出谐振的概念及其学习重点,并通过对比方法讨论了两种典型谐振的特点及品质因数Q 值物理意义区别,给电路分析相关内容的教学提供了一些有效的参考方法。 关键词:谐振;品质因数Q 值;物理意义;讨论 中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1008-7508(2013)01-0123-03 引言 谐振是电路在运行过程中出现的一种特殊物理现象, 其重要性从无线电通信等技术中的应用中可见一斑。具有 电感和电容元件的不含独立激励源二端电路网络,当网络 的输入阻抗等效为纯电阻时,该电路发生了谐振现象,谐 振时电感感抗大小等于电容容抗,网络端口的电压和电流 同相位,在电感或电容上将获得比端口信号大得多的信号 响应量。Q 值的物理意义体现了一个电路发生谐振的强弱 程度和电路对输入信号选频性的好坏。然而,在电路分析 教学中,我们常常发现学生(尤其是高、中职学校的学生) 对谐振其品质因数Q 这些重要概念的物理含义理解不清或 一知半解,究其原因主要是因为其概念较为抽象,教材中 又多采用复杂而繁琐的数学公式推导,直观性不强,造成 学生对这些概念的理解出现一定程度的困难,将影响到他 们后续课程的学习效果。 如何才能便捷有效地理解电路中的谐振和品质因数等 概念呢?笔者在多年的教学实践中总结出一些较为理想的 教学方法,现归纳为以下几点供同行们探讨。 一、举例说明谐振概念及其品质因数Q 值的物理意义 1、谐振的概念及典型应用举例 现以最常见的收音机输入回路(即调台电路)为例。 如图1为简单的收音机信号输入等效电路,由天线和电阻 R 、电感L 及电容C 组成,其中,R 、L 、C 构一个串联谐振回路。 Journal of Jilin Radio and TV University No.1,2013(Total No.133) 吉林广播电视大学学报 2013年第1期(总第133期) 学术论坛
串联电路基本计算
串联电路基本计算 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
串联电路计算 一．串联电路的基本性质：（图1） 在串联电路中 1．I = I1 = I2 电流强度处处相等； 2．U = U1+ U2 总电压等于各导体两端电压的和； 3．R = R1+ R2 总电阻等于各导体电阻的和； 4．U1 / U2 = R1 / R2 串联电阻有分压作用，电压的分配与电阻成比。 图1 二．基本计算 1．如图2所示，电源电压为9伏，电铃的工作电流为安，串 联一个15欧的电阻后电铃正常工作，求：，电铃的工作电阻 多大 图2 2．电阻R1 = 12欧，将它与电阻R2串联后接到8伏的电压上，已知R2两端的电压是2伏，求R2的阻值。 3．如图3所示电路中，灯泡L的电阻R=20欧，正常工作时的电压为3伏，现有一个电压为伏的电源，要使小灯能正常工作，则必须怎样连接入一个多大的电阻 4 、图4所示，电阻R1为24欧，电键K断开时，电流表的示数为安；电键K闭合时，电流表的示数为安，则（1）电源电压为多大（2）电阻R2多大 图3 R A V1 A ×
图4 5、在图21所示的电路中，电源电压为6伏且不变，电阻R 1的阻值为 10欧，闭合电键S ，电流表示数为安， 求： (1) 电阻R 2的阻值；(2)电压表V 1的示数 (3) 电压表V 2的示数 7. 把8欧和4欧的电阻串联在电路中，当通过4欧电阻的电流为安时，它两端的电压是 伏，通过8欧电阻的电流为 安，电路总电压为 伏。 8. 甲、乙两灯串联在8伏的电路上，已知两灯电阻R 甲∶R 乙之比为1∶3，通过甲的电流是安，则R 甲为 欧，乙灯 两端的电压是 伏。 9．如图5所示，长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB 和BC 连接在一起。流过AB 的电流为I AB ，流过BC 的电流为I BC ，则I AB _______I BC ，导体AB 和BC 两端的电压分别为U AB 和U BC ，则U AB _______U BC （填“大于”、“等于”或“小于”）。 10、如图6所示的电路中，电源电压保持9伏不变，定值 电阻R 1为5欧，滑动变阻器最大电阻为10欧，当滑片 由a 端滑向b 端的过程中，电压表的示数变化范围为 伏，电流表示数变化范围为 安。 11、如图7所示电路中，灯泡L 的电阻R=20欧，滑动变阻 器R 1的滑片P 移到最左端时电流表的示数为安，滑动变 阻器的滑片P 移到最右端时电流表的示数为安，则滑动变 阻器的阻值变化范围为 欧。当滑动变阻器的滑片移到如图所示位置时，图5 图7 图6
LC谐振回路的特性分析
lc电路在调谐放大器和lc振荡电路等很多电子电路中具有十分重要的作用,是不可缺少的组成部分,它的性能好坏直接关系到电子设备的质量。为了描述lc回路的性能,引人了一个重要概念即品质固数。但一些教材和资料对各种品质固数没有严格区分,容易使学生产生误解。现对这个问题,进行探讨和分析 1、元件的品质因数 lc回路的组成元件是电感l和电容c,虽然它们都是电抗性元件,但实际上都不是理想电感和理想电容,都存在损耗。 电感线圈一般由铜线绕制而成,有的还采用磁芯,固此都有损耗。实际电感可以看作由电感l及损耗电阻rl串联而成,如图a所示。 但我们需要的毕竟是它的电抗性,即它的感抗ωl必须远大于损耗电阻rl。为此引入品质固数ql来描述它的电抗性:ql=ωl/rl 一个电感线圈的ql值越高,就越接近于理想电感。通常,实用电感线圈的ql值可达50～200。同样,实际电容也存在损耗和泄漏,忽略漏电阻,它可看作电容c及损耗电阻rl串联而成,如图b,也可用品质因数qc来衡量实际电容的容抗性:qc=1/ωcrl。 一般电容的损耗电阻至少比电感的损耗电阻小一个数量级,所以lc回路中,实际电容常被看作无损耗的理想电容,如图c。 当图中实际电感和电容有电流i流过时,电感中的无功功率ql=i2ωl,电容中的无功功率ql=i2/ωc,损耗电阻rl和rl上的有功功率prl和prc分别为:prl=i2rl,prc=i2rc。简单分析可得出,ql和qc即是实际电感和电容上无功功率和有功功率的比值,这就是其实质含义。元件的品质因数愈大,则损耗功率相对愈小,所构成的lc回路谐振特性愈好。 2、谐振回路的品质因数 定义了元件的品质因数,可仿此法定义lc谐振回路的品质因数。固为lc回路在电子电路中大都工作在谐振状态,所以为了描述谐振特性,在谐振频率ω。处定义谐振回路的品质因数为无功功率和有功功率之比。 谐振回路可分为串联谐振回路和并联谐振回路。实际电感、电容和激励源相串联,电路称为串联谐振回路,如图2(a)。电感、电容和激励源相并联,电路是并联谐振回路,如图3(a)。由图2(a)可得等效电路图2 z(jω)=u(jω)/i(jω)=r+jωl+1/jωc |z(jω)|= φ(ω)=argtg(ωl-1/ωc)/r 当ωl=1/ωc,回路工作在谐振状态,|z(jω)|达到最小值,其值为|z(jω)|=r,此时ω=ω0称为谐振频率。 串联谐振时,电容上无功功率qc=i2/ω0c,电感上无功功率qc=i2ω0l,二者相等,回路消耗功率p=i2r,则回路品质因数 q=ω0l/r,因为ω20=1/lc,可得出:q2=l/cr2 对于并联谐振电路,l’和r’的串联支路可等效为l,和r,的并联支路。图3(a)可等效为图3(b)。 对于l和r串联支路,其导纳y(jω)=1/(r+jωl),改成并联支路后,其导纳为y(j ω)=(1/r,+1/jωl.,若使两者等效,导纳应该相等,很容易得出: r`=r(1+ω2l2/r2)=r(1+ql)2 l`=l(1+r2/ω2l2)=l(1+1/ql2)
串并联电路的各种计算公式
串并联电路的各种计算 公式 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
【串联电路】：使同一电流通过所有相连接器件的联结方式 串联电路特点： 1. 电流处处相等： I总=I1 =I2 =I3 =……=In 2. 总电压等于各处电压之和：U总=U1+U2+U3+……+Un 3. 等效电阻等于各电阻之和：R总=R1+R2+R3+……+Rn (增加用电器相当于增加长度,增大电阻) 4. 总功率等于各功率之和：P总=P1+P2+P3+……+Pn 5. 总电功等于各电功之和：W总=W1+W2+……+Wn 6. 总电热等于各电热之和：Q总=Q1+Q2+……+Qn 7. 等效电容量的倒数等于各个电容器的电容量的倒数之和：1/C总=1/C1+1/C2+1/C3+……+1/Cn 8. 电压分配、电功、电功率和电热率跟电阻成正比：(t相同) U1/U2=R1/R2，W1/W2=R1/R2，P1/P2=R1/R2，Q1/Q2=R1/R2。 9.在一个电路中，若想控制所有电器，即可使用串联电路。 【并联电路】：使同一电压施加于所有相连接器件的联结方式 并联电路特点： 1.各支路两端的电压都相等，并且等于电源两端电压： U总=U1=U2 =U3=……=Un 2.干路电流（或说总电流）等于各支路电流之和： I总=I1 +I2 +I3 +……In 3.总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和： 1/R总=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn或写为：R=1/(1/(R1+R2+R3+……Rn)) (增加用电器相当于增加横截面积,减少电阻) 4.总功率等于各功率之和：P总=P1+P2+P3+……+Pn 5. 总电功等于各电功之和：W总=W1+W2+……+Wn 6. 总电热等于各电热之和：Q总=Q1+Q2+……+Qn 7.等效电容量等于各个电容器的电容量之和:C总=C1+C2+C3+……+Cn 8. 在并联电路中，电压分配、电功、电功率和电热率跟电阻成反比:(t相同) I1/I2=R2/R1，W1/W2=R2/R1，P1/P2=R2/R1，Q1/Q2=R2/R1 9. 在一个电路中，若想单独控制一个电器，即可使用并联电路。
06谐振电路分析解析
谐振电路分析 一、是非题 2.由R、L、C组成的串联电路，当其外加正弦电压源的角频率变为时，电路中的电流最大。 3.RLC串联电路谐振时，。 4.RLC串联电路谐振时，电路中的电流最大，因此L、C上的电压也一定大于电源电压。 5.RLC串联电路的通频带?f随着电阻R的增大而增大。 6.电感元件和电容元件组成并联谐振电路时，其电路的品质因数为无穷大；谐振时电路的等效阻抗也为无穷大。 7.图示电路，当发生电流谐振时，U C =0。 8.图示RLC串联电路，S闭合前的谐振频率与品质因数为f0与Q，S闭合后的谐振频率与品质因数为与Q'，则，Q 10.图示RLC串联电路，未并联C2时，谐振角频率与品质因数分别为ω0与Q，并联C2后，谐振角频率与品质因数为ω0'与Q'，则ω0>ω0'，Q >Q'。 12.图示电路，当LC并联谐振时，U R =0。 2.答案(+) 3.答案(+) 4.答案(-) 5.答案(+) 6.答案(+) 7.答案(-)8.答案(+)9.答案(-)10.答案(+)12.答案(+) 二、单项选择题 1.RLC串联电路的串联谐振频率为。当f