平山县职业教育中心教案首页编号：12 号授课教师：宋翠平授课时间：-5月课题串联谐振电路课时2课时授课班级电13-2班上课地点电13-2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g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，着重实践操作步骤教学内容教学 方法教学 手段学生 活动时间 分配一、明确目标：讲授实物个别14教师解读学习目标（口展示回答分钟二、引入述）课件任务1：演示板书小组在无线电技术中常应用串联谐振的选频特性来选择信启发讨论号。收音机通过接收天线，接收到各种频率的电磁波，每一提问代表种频率的电磁波都要在天线回路中产生相应的微弱的感应电寸论发言流。为了达到选择信号的目的，通常在收音机里采用如图 所示的谐振电路。展示明确目标+1 + r H Lr1 - O?21O-l-l（a）接收器的调谐电路（h）等效电路图1收音机中的谐扼选频电路一、教师讲解RLC串联电路谐振条件和谐振频率1、谐振条件电阻、电感、电容串联电路发生谐振的条i教师操作 示范是电路的电抗为零，即：X二XL XC二0。则电路的阻抗 角为：诃二曲匚tan兰=0。=0说明电压与电流同相。我 们把RLC串联电路中出现的阻抗角=0，电流和电压同相的情 况，称作串联谐振。2、谐振频率一-LC串联电路发生谐振时，必须满足条件:X- XL-XC -1 - 0示范 课件演示教师提问课件 板书 演示学生 抢答 小组 抢答20分钟分析上式，要满足谐振条件，一种方法是改变电路中的 参数L或C,另一种方法是改变电源频率。，对于电感、电 容为定值的电路，要产生谐振，电源角频率必须满足下式：谐振时的电压频率为：Jeu谐振频率f0仅由电路参数L和C决定，与电阻R的大小 无关，它反映了电路本身的固有特性f0叫做电路的固有频 率。二、教师讲解串联谐振的特点|z|=7R2 + X2 二 R ,1、 谐振时，总阻抗最小，总电流最大。_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 路的感慨或容抗都叫做谐振电路的特性阻抗，用字P表示， 单位是欧姆，其大小由L、C决定。_ 1 _ 1P tlJ.-. J-I , - I 3、品质因数,.lc w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 数，用営q来表示值大小jR l、c决定。4、电感L和电容迅的电压串联谐振时，电感和电容C上电压大小相等，即： U 二 U 二 XI 二 XI 二 QULCL 0式中Q叫做串联谐振电路的品质因数， 即：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彳 振。一般情况下串联谐振电路都符合 1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 坏。皆破合作 学习任务2学生分析讨论试做下面习题：在电阻、电感、电容串联谐振电路中L=0.05mH C=200pF, 品质因素Q=100，交流电压的有效值J=lmV,试求：(1) 电路的谐振频率f0；(2) 谐振时电路中的电流0;(3) 电容上的电压UC。解：(1)电路的谐振频率为：f0=1/2n (LC)1/2=1/ C2 x 3.14x (0.05x 10-3x 200x 10-12) 1/21.59MHz(2) 由于品质因素Q=(L/C)1/2/R则 R=(L/C)1/2/Q= (5x10-5/2x10-10)1/2/10 0=5Q谐振时，电路中的电流为：I0=U/R=1x10-3/5=0.2mA(3) 电容两端的电压是电源电压的倍：UC=QU=100x 1 x 10-3=0.1V任务3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，虬 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 重点 讲解 个别 指导课件 板书个人 操作 小组 操作30分钟(4/ = /2-/o=7o-/i)理论和实践证明，通频带W与f0、Q的关系与册 式中 f0电路的谐振频率，单位是兹，符号为Hz;；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 频带宽度是相互矛盾的两个物理量。任务4学生分析讨论试做下面习题：/o在电阻、电感和电容串联电路中，电阻为Q,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JC，谐振时电流10,品质因素Q。(2) 当外加频率是谐振频率的.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/ 2 n (LC)1/2= 1/2 x 3.14 x (4 x 10-3 x 160 x1012)1/2q200KHz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=I0/2n f0C=0.5/(2x 3.14 x 200 x 103 x 160 x 1012) Q 2500V电容两端的电压是总电压的)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. X 200=220KHz此时电路的电抗不为零，则阻抗为：z=R2+(XLXC)1/2=R2+(2nf0L1/2nf0C)21/2= 502+(2x 3.14 x 2.2 x 103 x 4 x 1031/x 2 x 3.14 x 2.2x 103x 160x 1012) 21/2Q 1000Q电流有效值为:I=U/z=25/1000=0.025A电容两端的电压为：UC=IXC=I/2nfC=0.025/(2x 3.14x 220x 103x 160x 1012) 12.5V通过上述例题可以看出，当外加电源的频率偏离了谐? 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5学生分析讨论试做下面习题：在如图电路中，线圈的电感为.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=1/2n (LC)1/2=f，所以电容器的电容应为： C=1/4n2f2L=1/(4x 3.142 x (820 x 103) 2 x 0.2 x 103)二 200pF振展示 评价一、展示结果展示学生对上面任务的完成结果教师 讲授成品 板书小组 排代23分钟二、总结：各小组根据评分标准首先自评，然后互评，最 教师点评。三、作业1、P166练习2、计算题2、预习下一课后提问表展 示、 抽查 学生 展示