黑龙江省电子设计大赛----无线电能传输装置(编辑修改稿)

黑龙江省电子设计大赛----无线电能传输装置(编辑修改稿)内容摘要：

电压谐振，此时电源电压全部加在电阻上，即。 图 9 （ 4）谐振时出现过电压现象 电感电压和电容电压表示式中的 Q 称为品质因数，有 如果 Q＞ 1，则有 当 Q ＞＞ 1时，电感和电容两端出现大大高于电源电压 U 的高电压，称为过电压现象。 （ 5） 谐振时的功率 有功功率为： P = UIcosφ ＝ UI 即电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。 无功功率为： 其中 即电源不向电路输送无功，电感中的无功与电容中的无功大小相等，互相补偿，彼此进行能量交换。 如图 10 所示。 图 10 （ 6）谐振时的能量关系 设电源电压 则电流 电容电压 电容储能 电感储能 以上表明： 1）电感和电容能量按正弦规律变化，且最大值相等，即 WLm = WCm。 L、 C 的电场能量和磁场能量作周期振荡性的能量交换，而不 与电源进行能量交换。 2）总能量是常量，不随时间变化，正好等于最大值，即 电感、电容储能的总值与品质因数的关系为： 即品质因数 Q 是反映谐振回路中电磁振荡程度的量，品质因数越大，总的能量就越大，维持一定量的振荡所消耗的能量愈小，振荡程度就越剧烈。 则振荡电路的“品质”愈好。 一般应用于谐振状态的电路希望尽可能提高 Q 值。 7. RLC 串联谐振电路的谐振曲线和选择性 物理量与频率关系的图形称谐振曲线，研究谐振曲线可以加深对谐振现象的认识。 （ 1）阻抗的频率特性 串联阻抗 其中 （阻抗幅频特性） （阻抗相频特性） 图 11（ a）给出了阻抗幅频特性曲线，（ b）给出了阻抗相频特性曲线。 图 11 （ a） （ b） （ 2） 电流谐振曲线 电流幅值与频率的关系为： 得电流谐振曲线如图 12 所示。 从电流谐振曲线看出谐振时电流达到最大，当 ω 偏离 ω 0 时，电流从最大值 U/R 下降，即：串联谐振电路对不同频率的信号有不同的响应，对谐振信号最突出 (表现为电流最大 )，而对远离谐振频率的信号加以抑制 (电流小 )。 这种对不同输入信号的选择能力称为“选择性”。 如图 12 为了不同谐振回路之间进行比较，把电流谐振曲线的横、纵坐标分别除以 ω 0和 I(ω 0)，即 得 所以 由上式得通用谐振曲线如图 13 所示。 显然 Q 越大，谐振曲线越尖。 当稍微偏离谐振点时，曲线就急剧下降，电路对非谐振频率下的电流具有较强的抑制能力，所以选择性好。 因此， Q是反映谐振电路性质的一个重要指标。 根据声学研究，如信号功率不低于原有最大值一半，人的听觉辨别不出。 图 13 在通用谐振曲线 处作一水平线，与每一谐振曲线交于两点，对应横坐标分别为 ，称半功率点，有 把 称为通频带，通频带规定了谐振电路允许通过信号的频率范围。 是比较和设计谐振电路的指标。 可以证明 Q 与通频带的关系为： （ 3） UL(ω ) 与 UC(ω ) 的频率特性 因为 它们的曲线如图 14 所示。 可以证明当 时， UL(ω )与 UC(ω )获最大值，峰值的频率为： 峰值为 Q 越高，峰值频率越靠近谐振频率。 图 14 联电路的谐振 8. G、 C、 L 并联电路 图 15 当图 15 所示的 G、 C、 L 并联电路发生谐振时称并联谐振 ，并联电路的入端导纳为： 谐振时应满足 谐振角频率 采取与串联。