电路分析基础 RLC电路

1、Yun Liu, Information College,Zhongkai University of Agriculture and Engineering,RLC串联谐振电路的研究,Teacher：刘 云,RLC串联谐振电路的研究,实验目的,学习如何用实验方法绘制R、L、C串联谐振电路的响应曲线。 理解RLC串联谐振电路的谐振条件，谐振时电路工作特点，掌握Q值物理意义及测定方法。,原理说明,RLC串联谐振电路的研究,图示RLC串联谐振电路有选频特性：当输入端接幅度恒定的正弦交流电压源Uin时，若改变Uin的频率，输出Uout的信号幅度会随着输入信号频率的改变而改变，变化趋势如右图所示：当Uin的频率为某频率fo时Uout幅。

2、一、一阶RC电路的瞬态响应过程实验研究 二、 RLC谐振电路实验研究,信息与电子工程实验教学中心,实验目的 理论基础 实验仪器和实验电路 实验内容,实验目的,一、一阶RC电路的瞬态响应过程实验研究 1熟悉一阶RC电路的零状态响应、零输入响应和全响应过程。 2研究一阶RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。 3学习用示波器观察分析RC电路的响应。 4从响应曲线中求RC电路的时间常数。 二、 RLC谐振电路实验研究 1、掌握谐振频率以及品质因数的测量方法。 2、了解谐振电路特性频率特性，加深对谐振 电路的认识。 3、。

3、,RLC电路的阻抗特性和谐振电路 一、实验目的 巩固理解R、L、C串联电路的阻抗特性以及电路发生谐振的条件和特点。 掌握电路品质因数Q的物理意义，学习品质因数的测定方法 学习用实验方法测试R、L、C串联电路的频率特性。 二、实验仪器与器件 1函数信号发生器（功率输出） 1台 2交流毫伏表 1台 3. 示波器 1台 4电阻 1只(建议：100/2W) 5电感线圈 1只(建议：0.33mH) 6电容器 1只(建议：1F) 7导线 若干,三、实验原理 在图1所示的R、L、C串联电路中,容抗,阻抗,阻抗模,阻抗角,电流相量,感抗,如果U、R、L、C的大小保持不变，改变电流频率f，则XL。

4、,R、L、C串联谐振电路的应用,定义及其应用,谐振的定义：电容和电感元件的线性无源二端网络对某一频率的正弦激励（达到稳态时）所表现的端口电压与电流同相的现象。谐振电路分为并联谐振电路与串联谐振电路。本次主要讨论串联谐振电路的应用。在电子设备中，经常需要完成在许多不同频率的信号中，只选择某个频率的信号进行处理，而其他频率信号被滤除的任务，如（收音机和电视机等）。最常用的具有选频功能的电路是谐振电路，因此说谐振电路的作用之一就是选频。,另外变频谐振试验方法主要用于对大电容值的容性电力设备的现场交流耐压试验。

5、一、R、L、C并联电路的电流关系,R、L、C并联电路由电阻、电感、电容相并联构成的电路叫做R 、 L 、 C并联电路。,R、L、C并联电路,补充：RLC并联电路,设电路中电压为u =Umsin( t)，则根据R、L、C的基本特性可得各元件中的电流：,根据基尔霍夫电流定律(KCL)，在任一时刻总电流i的瞬时值为 i= iR iL iC,作出相量图，如图所示，并得到各电流之间的大小关系。,从。

6、RLC串联电路 主讲：岳闯,将R、L、C串联起来，构成 RLC串联电路，则性质如何？,返回,复习：纯R、纯L、纯C电路比较,一、RLC 串联电路的电压关系（与电流的相位、大小关系）,由电阻、电感、电容相串联构成的电路叫做 RLC 串联电路。,图 8-4 RLC 串联电路,设电路中电流为 i = Imsin( t)，则根据 R、L、C 的基本特性可得各元件的两端电压： uR =RImsin( t)， uL=XLImsin( t 90)， uC =XCImsin( t 90),图 8-5 RLC 串联电路的相量图,根据基尔霍夫电压定律 (KVL) ，在任一时刻总电压 u 的瞬时值为： u = uR uL uC,作出相量图，如图 8-5 所示，并得。

7、,RLC串联谐振电路,一. 实验目的,了解RLC谐振电路的谐振概念和频率特性曲线的物理意义；掌握频率特性曲线及Q值的测量方法。,二. 实验仪器及设备,函数信号发生器低频毫伏表示波器电工技术实验箱,三、实验原理,实验电路如图。电路的固有频率为：,当外加信号频率 时，电路会发生谐振。,谐振的时候，回路的阻抗最小，并且呈纯电阻特性，电路中的电流达到最大值，这个时候的频率称为谐振频率。图中的fL、fH是指电路失谐时幅度下降到电阻上输出最大电压（电流）的0.707时候的上下频率点。Q值是衡量回路损耗的指标，也叫品质因素，可以这样计算： 。

8、第 4 章 动态电路的时域分析学习指导与题解一、基 本 要 求1明确过渡过程的含义，电路中发生过渡过程的原因及其实。2熟练掌握换路定律及电路中电压和电流初始值的计算。3能熟练地运用经典分析 RC 和 RL 电路接通或断开直流电源时过渡过程中的电压和电流。明确 RC 和 RL 电路放电和充电时的物理过程与过渡过程中电压电流随时间的规律。4明确时间常数、零输入与零状态、暂态与稳态、自由分量与强制分量的概念，电路过渡过程中的暂态响应 与稳态响应。5熟练掌握直流激励 RC 和 RL 一阶电路过渡过程分析的三要素法。能分析含受控源一阶电路的。

9、大学物理实验,RLC串并联电路的暂态过程,一、实验目的,学习测绘RLC电路串联谐振曲线和并联谐振曲线的方法 .,研究研究交流电路的谐振现象，认识RLC电路的谐振特性；,二、实验原理,1、RLC串联电路的谐振,电压与电流的位相差为,当,Z有一极小值，I 有一极大值,此时的圆频率称为谐振圆频率0,Q: 品质因素,二、实验原理,Q大，,Q小,通频带宽度,f,f1 f2,Q越大，带宽越小，谐振曲线越尖锐。,通常Q1,Uc 、UL 比U大得多，所以叫电压谐振,Q 值还标志着电路的频率选择性，即谐振峰的尖锐程度。,二、实验原理,2、RLC并联电路的谐振,电压与电流的位相差为,。

10、RLC并联电路,RLC并联电路电流间的关系,以电压为参考正弦量 u=Umsint iR=IRmsint iL=ILmsin(t+/2) iC=ICmsin(t-/2),1、ILIC,电感性电路,电压u比电流i超前，,RLC并联电路电流间的关系,以电压为参考正弦量 u=Umsint iR=IRmsint iL=ILmsin(t+/2) iC=ICmsin(t-/2),2、ILIC,电容性电路,电压u比电流i滞后，,RLC并联电路电流间的关系,以电压为参考正弦量 u=Umsint iR=IRmsint iL=ILmsin(t+/2) iC=ICmsin(t-/2),3、IL=IC,电阻性电路,电压u与电流i同相,RLC并联电路的性质,根据总电压与电流的相位差(即阻抗角 )为正、为负、为零三种情况，将电路分为。

11、RLC串联谐振电路,一、实验目的1、学习测量RLC串联电路的谐振曲线。2、研究电路参数对谐振特性的影响。,二、实验原理及参考电路,三、实验内容及步骤,按实验电路按接线。,电路参数：L10mH，C0.047F， R200，r为线圈电阻。,2 、 调节正弦信号源的输出电压，使Ui4V逐次改变输入信号的频率，用晶体管毫伏表测量输出电压Uo，将所测得的结果记录于表4-1中。,3、将上图的电阻改为20，重复上述步骤，将所测 得的结果记录于表4-2中。,实验箱实验电路位置,实际接线及测量,1、 测电压,a、一个通道看信号源信号,b、另一个通道看电阻上电压信号,实际接线。

12、RLC暂态过程分析,暂态过程：RC、RL、RLC电路在接通或断开直流电源的短暂时间内,电路由一个稳定态转变到另一个稳定态的转变过程。,实验目的,研究RC、RLC串联电路的暂态特性；学习利用示波器观测图形；加深对R、L和C各元件在电路中作用的认识。,实验仪器,双踪示波器 信号发生器 万用表 电容器 电感器 电阻箱,实验原理,RC串联电路暂态过程,充电过程,放电过程,不同值的RC电路电容充放电示意图,RLC串联电路的暂态过程,（2）当,时，为过阻尼状态,（3）当,时，为临界阻尼状态,实验内容,一RC串联电路暂态过程的观测,选用合适的扫描速率档位和衰减。

13、RLC并联电路,RLC并联电路电流间的关系,以电压为参考正弦量 u=Umsint iR=IRmsint iL=ILmsin(t+/2) iC=ICmsin(t-/2),1、ILIC,电感性电路,电压u比电流i超前，,RLC并联电路电流间的关系,以电压为参考正弦量 u=Umsint iR=IRmsint iL=ILmsin(t+/2) iC=ICmsin(t-/2),2、ILIC,电容性电路,电压u比电流i滞后，,RLC并联电路电流间的关系,以电压为参考正弦量 u=Umsint iR=IRmsint iL=ILmsin(t+/2) iC=ICmsin(t-/2),3、IL=IC,电阻性电路,电压u与电流i同相,电压与电流的相位差（阻抗角）：,欧姆定律：,功率公式：,RLC并联电路的公式,三边关系,边角关系,。

14、第6章谐振电路,目 录,6-1 串联谐振电路,6-2 并联谐振电路,6-3 谐振电路的频率特性,6-4 谐振电路的应用,概述：谐振是正弦电路中可能发生的一种特殊现象。由于回路在谐振状态下呈现某些特征，因此在工程中特别是电子技术中有着广泛的应用，但在电力系统中却常要加以防止。,教学内容谐振的概念，串联与并联谐振的条件、特征等。 教学要求1.深刻理解谐振的概念。2.熟练掌握串联谐振与并联谐振的条件与特征。 教学重点和难点重点： RLC串联谐振的条件与特点。难点： 并联谐振电路的应用。,6-1 串联谐振电路,一、谐振现象,谐振概念：含有电感和。

15、3.11 R、L、C串联的正弦电路,教学目的及重、难点,教学目的： 1、理解复阻抗的概念； 2、理解RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系； 3、能对RLC串联的正弦电路进行分析和计算。,重点： 1、复阻抗的概念； 2、 RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系； 3、电压三角形； 4、阻抗三角形； 5、 RLC串联的正弦电路进行分析和计算。,难点： 1、 RLC串联的正弦电路各部分的电流电压关系； 2、电压三角形； 3、阻抗三角形； 4、 RLC串联的正弦电路进行分析和计算。,单一元件正弦电路中的基本关系式,复习,(w、kw),(var、kvar),(var、kvar),电压。

16、实验：R-L-C 电路的暂态研究A 实验原理：1 RC 串联电路的暂态过程：当 t=0 时，方波电压 u(t)从 0 耀变到 E。这时电路通过 R对电容 C 充电。由于电容两端的电压 uc 不能突变，上升必须经过一个充电过程。这就是电路的暂态过程。设电路中的充电电流为 ，则 ，因此电路回路方程是1 方程 1 是一个微分方程。考虑 t=O 时 uc=0V 的初始边界条件，则方程的解是：23这就是电路的充电过程，u c 与 i 均呈指数规律变化，只是 uc随时间的增加而增加；i 随时间的增加而减小。如果当 u(t)从 E 突变为 0V，这时电路处于放电过程，方程是：4考虑 t=0 时 。

17、大学物理实验,RLC谐振（串联）实验,深圳大学物理实验中心,一、实验目的,研究交流电路的谐振现象，认识RLC电路的谐振特性；学习测绘RLC电路串联谐振曲线的方法.,力学实验中，有简谐振动，同样，在电学实验中，由正弦波电源与电感、电容和电阻组成的串联电路，也会产生类似现象。当正弦波电源输出频率达到某一频率时，电路的电流达到最大值，即产生谐振现象。,（一）串联谐振RLC串联电路如图一所示，设信号源输出电压的频率为 ，则回路中的电流有效值I和信号源的电压有效值之间的关系为：式中Z为总阻抗， 为电感上直流电阻。电压与电流的位。

18、,江苏省高校第七届大学生物理及实验科技作品创新竞赛,RLC电路的建模与分析,2010 南通,目 录,引出课题,产品名称：流量型软化器,简要说明：采用阳树脂对水进行软化，主要目的是让阳树脂吸附水中的钙、镁离子，降低水的硬度，并可以进行树脂再生，循环使用,工作原理：RLC自动软水器采用钠离子交换树脂将原水中的钙镁离子置换出去，经该设备流出后而为硬度极低的软化水。当树脂吸附到一定量的钙、镁离。

19、 RC、 RL 电路暂态过程举例 RLC 串联电路 RC 电路的脉冲响应 分析图 1 所示电路的脉冲响应，电压源 Vs 的波形如图 2 所示。 图 1. RC 电路 图 2 我们研究以 p 和 Vp 为变量的函数响应 vc(t). 响应可以由下面的式子给出： （1.1） 如果 ，电容在 t 时的电压等于 Vp。因此当 时响应变为： tp= ttp（1.2） 当 时，响应的波形如图 3 所示。 图3 如果脉冲变窄，vc 的值就不会达到最大值。 将方程（1.1）指数展开后，我们得到， (1.3) 当 时，高阶部份可以忽略，于是得到： (1.4) 脉冲结束（t = tp）时, 电压变为 (1.5) 当 t 时，响应变为 tp()(。

20、电路分析基础,第九章 RLC电路,2020/1/21,天津大学电信学院,2,本章主要内容,本章概述,RLC电路的零输入响应 过阻尼响应、临界阻尼响应、欠阻尼响应 RLC电路的零状态响应 RLC电路的全响应 LC谐振电路的响应,2020/1/21,天津大学电信学院,3,二阶动态电路: 含有两个独立的动态元件的电路. 二阶动态电路可用二阶微分方程描述. 本章要讨论的三种二阶动态电路形式:,9.1 二阶动态电路概述,2020/1/21,天津大学电信学院,4,二阶动态电路时域分析的讲解顺序,9.1 动态电路概述,2020/1/21,天津大学电信学院,5,9.2 RLC并联电路的零输入响应,零输入响应: 在t。