《正弦交流电路.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《正弦交流电路.ppt（33页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、2.6 谐振电路,在同时含有L 和C 的交流电路中，如果总电压和总电流同相，称电路处于谐振状态。此时电路与电源之间不再有能量的交换，电路呈电阻性。,研究谐振的目的，就是一方面在生产上充分利用谐振的特点，(如在无线电工程、电子测量技术等许多电路中应用)。另一方面又要预防它所产生的危害。,谐振的概念：,或：,即,谐振条件：,谐振时的角频率,串联谐振电路,(1)谐振条件,1.串联谐振,(2)谐振频率,根据谐振条件：,或,电路发生谐振的方法：,(1)电源频率 f 一定，调参数L、C 使 fo=f；,(2)谐振频率,(2)电路参数LC 一定，调电源频率 f，使 f=fo,或：,(3)串联谐振特征,可得谐
2、振频率为：,当电源电压一定时：,(2)电流最大,电路呈电阻性，能量全部被电阻消耗，和 相互补偿。即电源与电路之间不发生能量互换。,(4)电压关系,电阻电压：UR=Io R=U,大小相等、相位相差180,电容、电感电压：,UC、UL将大于电源电压U,当 时：,有：,令：,所以串联谐振又称为电压谐振。,相量图：,如Q=100,U=220V,则在谐振时,所以电力系统应避免发生串联谐振。,4.谐振曲线,容性,感性,(2)谐振曲线,电流随频率变化的关系曲线。,Q值越大，曲线越尖锐，选择性越好。,Q大,Q小,分析：,谐振电流,电路具有选择最接近谐振频率附近的电流的能力 称为选择性。,通频带：,谐振频率,上
3、限截止频率,下限截止频率,Q大,通频带宽度越小(Q值越大)，选择性越好，抗干扰能力越强。,5.串联谐振应用举例,接收机的输入电路,为来自3个不同电台(不同频率)的电动势信号；,等效电路,例1：,已知：,解：,若要收听 节目，C 应配多大？,则：,结论：当 C 调到 204 pF 时，可收听到 的节目。,(1),例1：,已知：,所需信号被放大了78倍,信号在电路中产生的电流有多大？在 C 上 产生的电压是多少？,(2),这时,2.并联谐振,1.谐振条件,实际中线圈的电阻很小，所以在谐振时有,则：,1.谐振条件,2.谐振频率,或,可得出：,由：,3.并联谐振的特征,(1)阻抗最大，呈电阻性,(当满
4、足 0L R时),(2)恒压源供电时，总电流最小。,恒流源供电时，电路的端电压最大。,(3)支路电流与总电流 的关系,当 0L R时，,支路电流是总电流的 Q倍 电流谐振,相量图,2.7 功率因数的提高,1.功率因数:对电源利用程度的衡量。,的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角,(1)电源设备的容量不能充分利用,若用户：则电源可发出的有功功率为：,若用户：则电源可发出的有功功率为：,而需提供的无功功率为:,所以 提高 可使发电设备的容量得以充分利用,无需提供的无功功率。,（2）增加线路和发电机绕组的功率损耗,(费电),所以要求提高电网的功率因数对国民经济的发展有重要的意义。,设输电线和发电机
5、绕组的电阻为:,所以提高 可减小线路和发电机绕组的损耗。,2.功率因数cos 低的原因,日常生活中多为感性负载-如电动机、日光灯，其等效电路及相量关系如下图。,40W220V白炽灯,40W220V日光灯,供电局一般要求用户的 否则受处罚。,常用电路的功率因数,(2)提高功率因数的措施,3.功率因数的提高,必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。,在感性负载两端并电容,(1)提高功率因数的原则,结论,并联电容C后,(3)电路总的有功功率不变,因为电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。,4.并联电容值的计算,相量图:,又由相量图可得,即:,例：某小水电站有一台额定
6、容量为10kVA的发电机，额定电压为220V，额定频率f=50Hz，今接一感性负载,其功率为8kW，功率因数cos 1=0.6，试问：1.发电机的电流是否超过额定值？2.若要把电路功率因数提高到0.95，需并多大的电容器？3.并联电容后，发电机的电流是多大？4.并联电容后，发电机还可接多少只220V、40W的灯泡？,解：1.发电机提供的电流,I1,发电机额定电流IN,发电机提供的电流超过了IN，不允许。,解：2.cos 1=0.6 1=53.6o tan 1=1.33,cos=0.95=18.2o tan=0.329,3.并联电容C后，发电机的电流I,例：某小水电站有一台额定容量为10kVA的
7、发电机，额定电压为220V，额定频率f=50HZ，今接一感性负载,其功率为8kW，功率因数cos 1=0.6，试问：2.若要把电路功率因数提高到0.95，需并多大的电容器？3.并联电容后，发电机的电流是多大？,例某小水电站有一台额定容量为10kVA的发电机，额定电压为220V，额定频率f=50Hz，今接一感性负载,其功率为8kW，功率因数cos 1=0.6，试问：4.并联电容后，发电机还可接多少只220V、40W的灯泡？,解：,4.每盏灯的电流ID1,40,若接入N盏灯后，发电机输出电流正好等于IN，则,IN2=(ID+Icos)2+(Isin)2,ID=7.47A,N=,ID/ID1,=7.
8、47/0.182=41盏,1,呈电容性。,呈电感性,功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况:,功率因素补偿问题（一）,呈电阻性,结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。,感性（较小）,容性（较大）,C 较大,过补偿,欠补偿,功率因素补偿问题（二）,并联电容补偿后，总电路的有功功率是否改变？,定性说明：电路中电阻没有变，所以消耗的功率也不变。,功率因素补偿问题（三）,提高功率因数除并电容外，用其他方法行不行？,补偿后,R,L,C,串电容功率因数可以提高，甚至可以补偿到1，但不可以这样做！原因是：在外加电压不变的情况下，负载得不到所需的额定工作电压。,R,L,C,
