串联谐振的特点

串联谐振的特点 平山县职业教育中心 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 能力(技能)目标 知识目标 1、能理解谐振条件和谐振频率 1、掌握串联谐振电路的选择性和通频带 2、能掌握串联谐振的特点 2、掌握调谐原理 3、能解决生产生活中的实际问题 教学 目标 教学掌握谐振条件和谐振频率 重点 教学掌握串联谐振的特点 难点 教学小组学习法、示范教学法、讲授、问题引导法等 方法 教学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。 反思 平山县职业教育中心教案 教学 教学 学生 时间 步骤 教学内容 方法 手段 活动 分配 一、明确目标: 讲授实物个别7分 教师解读学习目标 (口展示 回答 钟 二、引入 述) 课件 任务1: 演示板书 小组RLC串联电路谐振条件和谐振频率? 启发 讨论 明确 提问 代表 目标 讨论 发言 展示 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。 22Z,R，X,R其计算公式如下:～ 。 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。 教师 示范 3、品质因数 学生课件 课件 在电子技术中～经常用谐振电路的特性阻抗与电路中的操作抢答 10演示 板书 示范 小组分钟 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教师 演示 抢答 数～用字母Q来表示～其值大小由R、L、C决定。 提问 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: U,U,XI,XI,QULCL0C0S 式中Q叫做串联谐振电路的品质因数～ 即: 2 平山县职业教育中心教案 RLC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 Q,,1振。一般情况下串联谐振电路都符合的条件。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。 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。 启发 诱导 个人 合作重点操作 课件 学习 讲解 小组15板书 个别操作 分钟 指导 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, 3 平山县职业教育中心教案 Q——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 4 平山县职业教育中心教案 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 一、展示结果 小组展示学生对上面任务的完成结果 排代二、总结:各小组根据评分标准首先自评～然后互评～最后表展教师点评。 教师示、展示成品 13三、作业 讲授 抽查评价 板书 分钟 提问 学生1、P166练习2、计算题 展示 2、 预习下一课 5