串联谐振的特点

平山县职业教育中心教案平山县职业教育中心教案首页编号：＿11＿号授课教师：＿＿＿＿张文利＿＿＿＿＿授课时间：＿5＿月＿＿＿＿课题串联谐振的特点课时1课时授课班级电12-5班上课地点电12-5班教室教学目标能力(技能)目标知识目标1、能理解谐振条件和谐振频率2、能掌握串联谐振的特点3、能解决生产生活中的实际问题1、掌握串联谐振电路的选择性和通频带2、掌握调谐原理教学重点掌握谐振条件和谐振频率教学难点掌握串联谐振的特点教学方法小组学习法、示范教学法、讲授、问题引导法等教学反思学生接受知识效果良好，作业质量较高，加强学生理解能力的培养，着重实践操作。平山县职业教育中心教案2步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配明确目标一、明确目标：教师解读学习目标二、引入任务1：RLC串联电路谐振条件和谐振频率?讲授(口述)演示启发提问讨论展示实物展示课件板书个别回答小组讨论代表发言7分钟操作示范一、教师讲解串联谐振的特点1、谐振时，总阻抗最小，总电流最大。其计算公式如下：RXRZ22，。2、特性阻抗谐振电路，电抗为零，但感抗和容抗都不为零，此时电路的感慨或容抗都叫做谐振电路的特性阻抗，用字母ρ表示，单位是欧[姆]，其大小由L、C决定。3、品质因数在电子技术中，经常用谐振电路的特性阻抗与电路中的电阻的比值来说明电路的性能，这个比值叫做电路的品质因数，用字母Q来表示，其值大小由R、L、C决定。4、电感L和电容C上的电压串联谐振时，电感L和电容C上电压大小相等，即：SCLCLQUIXIXUU00式中Q叫做串联谐振电路的品质因数，即：教师示范课件演示教师提问课件板书演示学生抢答小组抢答10分钟平山县职业教育中心教案3RLC串联电路发生谐振时，电感L与电容C上的电压大小都是外加电源电压的Q倍，所以串联谐振电路又叫做电压谐振。一般情况下串联谐振电路都符合1Q的条件。在工程实际中，要注意避免发生串联谐振引起的高电压对电路的破坏。合作学习任务2学生分析讨论串联谐振电路的通频带实际应用中，既要考虑到回路选择性的优劣，又要考虑到一定范围内回路允许信号通过的能力，规定在谐振曲线上，所包含的频率范围叫做电路的通频带，用字BW表示，如图2所示。理论和实践证明，通频带BW与f0、Q的关系为：式中f0——电路的谐振频率，单位是赫[兹]，符号为Hz；启发诱导重点讲解个别指导课件板书个人操作小组操作15分钟平山县职业教育中心教案4Q——品质因数；BW——通频带，单位是赫[兹]，符号为Hz；上式表明，回路的Q值越高，谐振曲线越尖锐，电路的通频带就越窄，选择性越好；反之，回路的Q值越小，谐振曲线越平坦，电路的通频带就越宽，选择性越差。即选择性与频带宽度是相互矛盾的两个物理量。任务3学生分析讨论试做下面习题：在电阻、电感和电容串联电路中，电阻为50Ω，电感为4mH，电容为160pF,外加电压的有效值为25V，试求：（1）谐振频率f0，电容两端的电压UC，谐振时电流I0,品质因素Q。（2）当外加频率是谐振频率的1.1倍，求电流I和电容两端的电压UC。解：（1）电路的谐振频率为：f0=1/〔2π(LC)1/2〕=1/〔2×3.14×(4×10-3×160×10-12)1/2〕≈200KHz谐振时的电流为：I0=U/R=25/50=0.5A电容器两端的电压为：UC=I0XC=I0/2πf0C=0.5/(2×3.14×200×103×160×10-12)≈2500V电容两端的电压是总电压的Q倍，即:UC=QU所以品质因素Q=UC/U=2500/25=100(2)当外加频率是谐振频率的1.1倍时，则f=1.1f0=1.1×200=220KHz此时电路的电抗不为零，则阻抗为：z=〔R2+(XL-XC)2〕1/2=〔R2+(2πf0L-1/2πf0C)2〕1/2=〔502+(2×3.14×2.2×103×4×10-3-1/×2×3.14×2.2×103×160×10-12)2〕1/2≈1000Ω电流有效值为：I=U/z=25/1000=0.025A电容两端的电压为：UC=IXC=I/2πfC=0.025/(2×3.14×220×103×160×10-12)≈112.5V通过上述例题可以看出，当外加电源的频率偏离了谐振平山县职业教育中心教案5频率（比谐振频率高出10%）时，电路中的电流急剧减小（下降到谐振电流的1/20），说明该电路的选择性是很好的。任务4学生分析讨论试做下面习题：在如图电路中，线圈的电感为0.2mH,要想使频率为820KHz的信号获得最佳效果，电容器的电容C应调节到多少？解：要使f=820KHz的信号获得最佳效果，必须使电路的固有频率为820KHz，即电路的谐振频率为820KHz，f0=1/〔2π(LC)1/2〕=f，所以电容器的电容应为：C=1/4π2f2L=1/(4×3.142×(820×103)2×0.2×10-3)≈200pF展示评价一、展示结果展示学生对上面任务的完成结果二、总结：各小组根据评分标准首先自评，然后互评，最后教师点评。三、作业1、P166练习2、计算题2、预习下一课教师讲授提问成品板书小组排代表展示、抽查学生展示13分钟