并聯(lián)諧振電路和功率因數(shù)提高.

1、課前提問：課前提問： (a)達到最大值達到最大值;(b)達到最小值達到最小值;(c)隨隨L增大而減小增大而減小. 在電源頻率和電壓保持不變的條件下，調(diào)節(jié)在電源頻率和電壓保持不變的條件下，調(diào)節(jié)L使使R，L，C串聯(lián)電路發(fā)生諧振，則該電路的電流將串聯(lián)電路發(fā)生諧振，則該電路的電流將()。答案：答案：（a）接收機的輸入電路接收機的輸入電路1L：接收天線：接收天線LC：組成諧振電路：組成諧振電路1LLC電路圖電路圖321eee、 為來自為來自3個不同電臺個不同電臺(不同頻率不同頻率)的電動勢信號；的電動勢信號；調(diào)調(diào)C，對，對所需信號所需信號頻率產(chǎn)生頻率產(chǎn)生串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振CLR1e2e3e1f2f3f等效

2、電路等效電路+-CuQUUIICmax0最大最大則則機電1005班已知：已知：16H0.3mRL、640kHz1f解：解：LC2ff110 204pF100.31064021323 C若要收聽若要收聽 節(jié)目，節(jié)目，C 應(yīng)配多大？應(yīng)配多大？1eCLR1e2e3e1f2f3f+-CuLfC2021則：則：當(dāng)當(dāng) C 調(diào)到調(diào)到 204 pF 時，可收聽到時，可收聽到 的節(jié)目。的節(jié)目。1e(1) V21E已知：已知：120021LfLXXCLV1561CCIXUCLR1e2e3e1f2f3f+-Cu 信號在電路中產(chǎn)生的電流信號在電路中產(chǎn)生的電流 有多有多大？在大？在 C 上上 產(chǎn)生的電壓是多少？產(chǎn)生的電

3、壓是多少？1e(2)已知電路在已知電路在解：解：640kHz1f時產(chǎn)生諧振時產(chǎn)生諧振A0.1316/1 EI這時這時7821561C1EUQRUI1001100XXUILCC1801180LXL5 73 101.HCXC117 6.F 解：解：uiRLC+機電1001、1002班 （一）電感線圈和電容器構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，即（一）電感線圈和電容器構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，即RL與與C并聯(lián)諧并聯(lián)諧振電路。振電路。)( j)(jj22221LRLCLRRCLRY 等效復(fù)導(dǎo)納為等效復(fù)導(dǎo)納為 : 0 Im Y1、諧振的條件：、諧振的條件：,)(22LRLC 201)(LRLC LC1二、并聯(lián)諧振電路二、并聯(lián)諧振

4、電路2、諧振角頻率：、諧振角頻率：LCRCLRLRCLRCZ2j1j)j(j1)j(j1實際中線圈的電阻很小，所以在諧振時有實際中線圈的電阻很小，所以在諧振時有RL0)(LCLRCCRLCLZ21j1j1j 則：則：+U-RCXLXI1ICI或或0100LC：諧諧振振條條件件或或LCff 210 可得出：可得出：LC10）LCLRCCRLCLZ21(j1j1j 由：由：RCLZ 0(當(dāng)滿足當(dāng)滿足 0L R時時)I00ZURCLUII0SZIU ZZI,00Z0ILfULfRUI020212)(2當(dāng)當(dāng) 0L R時時，01QIIIC UCII 11I相量圖相量圖CfUCfUI00C221QRLRL

5、f 002 RCLUCfU)2(0 000)2(ZUCfUIIC (4)電壓源發(fā)出的功率全部為電阻吸收，即電壓源發(fā)出的功率全部為電阻吸收，即pS(t)=pR(t)。 （二）（二）RLC并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路1.1.諧振的條件：諧振的條件：0mI Y L和和C元件處于并聯(lián)連接時的諧振電路。元件處于并聯(lián)連接時的諧振電路。)L1C( jGY2、諧振頻率諧振頻率01(12 39)LCL1L3C2上述電路既可以發(fā)生串聯(lián)諧振上述電路既可以發(fā)生串聯(lián)諧振(Z=0)，又可以發(fā)生并聯(lián)諧振，又可以發(fā)生并聯(lián)諧振(Z= )?？赏ㄟ^求入端阻抗來確定串、并聯(lián)諧振頻率?？赏ㄟ^求入端阻抗來確定串、并聯(lián)諧振頻率。諧振的條件諧振

6、的條件： 2111CL 1112121321213CLLLCLCLLZ jjj)j(jj)(1.1.并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振2.2.串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振0 Im Z031223132 )(LLCLL231312CLLLL （三）混聯(lián)電路的諧振（三）混聯(lián)電路的諧振1 H XMM1XMM2XMM31410uF2120 V 50 Hz 0Deg 30并聯(lián)諧振電路仿真并聯(lián)諧振電路仿真已知：已知：85pF25Hm250CRL、.解：解：rad/s106.8610850.25116150LCOOZQ、試求：試求：68.625100.25106.86360RLQ117K 108525100.25-1230RCLZ+U-

7、RCXLXI1ICI 例例2： R，L，C并聯(lián)電路接于并聯(lián)電路接于US=10V的正弦交流電源上，已知的正弦交流電源上，已知R=1k ，L=31.8mH，C=3.18 F。試求：。試求：(1)要使電路產(chǎn)生并聯(lián)諧振，要使電路產(chǎn)生并聯(lián)諧振，其諧振頻率其諧振頻率f0=?(2)電路諧振時各元件通過的電流和總電流的有效值。電路諧振時各元件通過的電流和總電流的有效值。解：解：( )112500fLC0Hz(2)電路諧振時電路諧振時Xf LL21000IIUXCLLSA0 1 .IIURRSA0 01. 閱讀題：閱讀題：圖示電路處于諧振狀態(tài)，且已知：圖示電路處于諧振狀態(tài)，且已知：U=100V，I1=I2=10

8、A。求求R，XC，XL。假定各元件電壓正方向與其電流正假定各元件電壓正方向與其電流正方向一致，設(shè)方向一致，設(shè)則則作電流電壓相量作電流電壓相量 I.I.U.U.U.I.LR12由相量圖知由相量圖知XUILL 5 2RUIR110 2 XUICR210 222100 2RLUUUVAI01010AI029010AIII02145210VU045100VUL0001351004590100思考題思考題:接接收收網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)CLRSENfSf+-NE+-(a)-信號源信號源)(sSE如圖電路中如圖電路中,已知已知:)(NNE-噪聲源噪聲源接接收收網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)CLRSENfSf+-NE+-(b)1.功率因數(shù)功率

9、因數(shù):。scoZRXjXRZ的的意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角sinUIQ 1cos功率功率AkV1000NNNIUS若用戶：若用戶： 則電源可發(fā)出的有功功率為：則電源可發(fā)出的有功功率為： 1cos若用戶：若用戶： 則電源可發(fā)出的有功功率為：則電源可發(fā)出的有功功率為： 0.6cos800kvarsinNNIUQ而需提供的無功功率為而需提供的無功功率為:600kWcosNNIUPcos1000kWcosNNIUP無需提供的無功功率。無需提供的無功功率。(費電費電)設(shè)輸電線和發(fā)電機繞組的電阻為設(shè)輸電線和發(fā)電機繞組的電阻為 :r要求要求:(、定值定值)時時c

10、osIUP cosUPI rIP2cos( (導(dǎo)線截面積導(dǎo)線截面積) )IS 日常生活中多為日常生活中多為感性負載感性負載-如電動機、日光燈，如電動機、日光燈，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。其等效電路及相量關(guān)系如下圖。 IURULU相量圖相量圖+U-RLXI+RU-+-LU感性等效電感性等效電路路A0.182A22040 UPI 1cos例例cosIUP A0.364A0.522040co sUPI40W220V日光燈日光燈 0.5cos 。 0.85coscosL LI0)(R-L-)9090(純純)90( 日光燈日光燈 （R-L串聯(lián)電路）串聯(lián)電路）1cos0.30.2cos0cos0co1s

11、0.90.7cos0.60.5cos1ICIIU1 必須保證必須保證原負載的工作狀態(tài)不變。原負載的工作狀態(tài)不變。即：即：加至負載上的電壓和負載的有功功率不變。加至負載上的電壓和負載的有功功率不變。 在感性負載兩端并電容在感性負載兩端并電容cosIcosCIC+U-RLI1I1IIU1CI(1) 電路的總電流電路的總電流 ，電路總功率因數(shù)，電路總功率因數(shù)Icos電路總視在功率電路總視在功率S流流變變變變I I1 11IIU1CIsinsin11IIICCUIC 所所以以11sinIsinICI即即:sinsin11IICUCIC+U-RLI1I)tan(tan12 UPC sincossinco

12、s11UPUPCU 思考題思考題:例例1:解：解：(1)F656F)tan18(tan53220314101023 C所所以以（2）如將）如將 從從0.95提高到提高到1，試問還需并多，試問還需并多 大的電容大的電容C。（1）如將功率因數(shù)提高到）如將功率因數(shù)提高到 ,需要需要 并多大的電容并多大的電容C,求并求并C前后的線路的電流。前后的線路的電流。一感性負載一感性負載,其功率其功率P=10kW, ，接在電壓接在電壓U=220V , =50Hz的電源上的電源上。0.6cos0.95coscos)tan(tan12UPC0.6cos即即 530.95cos即即18并并C前前:A75.6A0.62

13、201010co311 sUPIF213.6)Ftan0(tan18220314101023 CA47.8A0.952201010cos3 UPI并并C后后:(2)從從0.95提高到提高到1時所需增加的電容值時所需增加的電容值cos例例2:解：解：(1)電源提供的電流為：電源提供的電流為：54.54AA0.5220106cos3 UPI電源的額定電流為：電源的額定電流為：0.5cosN已知電源已知電源UN=220V , =50Hz，SN=10kVA向向PN=6kW,UN=220V， 的感性負載供電，的感性負載供電，cos45.45AA22010103NNN USI例例2:NII 所以所以（2）如將）如將 提高到提高到0.9后，電源提供的電流為：后，電源提供的電流為：cos30.3AA0.9220106cos3 UPINII 所所以以一、并聯(lián)諧振一、并聯(lián)諧振諧振條件：諧振條件：諧振頻率：諧振頻率：LCff 210 特征：特征：1、總電阻最大，電路電流最?。?、總電阻最大，電路電流最小；，呈電阻性；同相，與、0IU23、流過電感與電容電流相等，均為總電流的、流過電感與電容電流相等，