二阶电路分析——LC震荡的推导
二阶电路分析——LC震荡的推导
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二阶电路分析——LC 震荡的推导如图9.16所示,RLC 串联电路零输入响应的数学分析依KV L ,得 0=-+C L R u u u按图9.16中标定的电压,电流参考方向有 dtdu Ci C-= dtdu RCRi u CC -== 22dtu d LC dt diL u C L -==将以上各式代入KVL 方程,便可以得出以 C u 为响应变量的微分方程,为022=++C CC u dt du RC dt u d LC ()0≥T (9.10)式(9.10)为一常系数二阶线性齐次微分方程,其特征方程为012=++RCp LCp其特征根为20222,1122ωαα-±-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛±-=LC L R L R p式中:L R 2/=α称为衰减系数;LC /10=ω称为固有振荡角频率。
1.几种不同情况的讨论(1)当(R/2L)2>1/LC 时,1p 、2p 为不相等的负实根,称为过阻尼情况。
特征根为2022,1ω-±-=a a p微分方程的通解为()tp t p C e A e A t u 2121+= (9.11)其中待定常数1A 、2A 由初始条件来确定,其方法是:当+=0t 时刻,则由式(9.11) 可得()21A A t u C +=对式(9.12)求导,可得时刻对+=0t ()t u C t 的导数的初始值为 ()()()Ci p A p A dt t du u t C C+=+-=+=='+0022110联立求解式(9.12)和式(9.13),便可以解出1A 、2A 。
根据式(9.11)可知,零输入响应()t u C 是随时间按指 数规律衰减的,为非振荡性质。
()t u C 的波形如图9. 17所示。
(2).当()LC L R /12/2=时, 1p 、2p 为相等的负实根, 称为临界阻尼情况。
LC振荡原理
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LC振荡原理能自动输出不同频率、不同波形的交流信号,使电源的直流电能转换成交流电能的电子线路称为自激振荡电路或振荡器。
这种电路在通信、广播、自动控制等领域内有着广泛的用途。
根据振荡器产生的波形不同,可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器,而正弦波振荡器根据电路的组成,又分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器。
下面我们主要讲LC振荡原理。
在分析振荡电路之前,我们先来看下面这个简单的电路如图,当开关K合至左边时,电容器被充电,其电压很快就达到电源电压6V,这时把开关合至右边,电容便会通过电感线圈L构成放电回路。
电容在放电过程中将其储存的电场能变成电感线圈的磁场能,然后,电感线圈又向电容器C充电,把磁场能转换为电场能,周而复始,这个过程就称为自由振荡,如果回路中没有损耗,自由振荡将永远继续下去。
但是实际上是存在损耗的,在每一次充放电过程中都使一部分电能转换成热能消耗掉,电容上的电压每经一次振荡,都将减小,最后停振。
这种减幅振荡就叫做阻尼振荡,其波形如下图。
假设在自由振荡过程中,当电容电压上升到最大值的瞬间迅速的将开关推向左边,通过电源对电容充电使电容电压恢复到最大值,再将开关推回来,则电路产生的第二次振荡度就和第一次一样了。
若对每一次振荡都这么干,就能得到等幅振荡的正弦波,其波形如下。
这就是正弦波振荡器的简单工作原理。
这种等幅正弦波振荡的频率称为LC回路的固有频率,记作f0, 其公式为:fo=1/(2π根号LC)(打不出来根号)。
上图是一个简单的电感式反馈振荡电路,其原理如下:当电路接通电源的一瞬间,振荡器的晶体管立即产生基极电流和集电极电流的扰动,这个扰动信号包含着丰富的交流谐波,作为初始信号进入放大器中,经LC并联回路固有频率选出频率为f0的信号,它一方面由输出端送至负载电阻RL,另一方面经过线圈反馈至三极管放大器的基极,根据瞬时极性法得知,线圈L上产生下负上正的电压,在其次级上端则产生上正下负的信号反馈至基极,这个反馈就是正反馈,正反馈信号加上初始信号,经过放大,选频,正反馈,再放大,周而复始的过程,振荡就由弱到强的建立起来了。
菜鸟教程-LC振荡原理 -绝对原创
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LC振荡原理
首先用一个电源给一个电容充电,当电容充满后,断开电源,然后电容两端并一个电感,这时,在这个LC回路中就会产生一个固定频率的振荡波(不计能量损耗)。
具体过程如下:
1、电容电极为上正下负,首先电容对电感放电,电感为了保持电流为0的原态,会产生一
个与电容电压方向相反的电动势,这时电路中电流接近为0。
2、但这阻止不了电容放电趋势,电路中的电流逐渐增大。
当电容电压不能使电流增大时,
电路中电流达到最大值,电感电流达到最大值(电流不再变化,电感的感应电动势也为0,)。
3、之后电路电流开始减少,电感电流开始减少。
当电感电流开始减少时,电感为了保持电
流最大时的原态,会产生一个与电容电压相同方向的电动势,增加电流,以减少电流的减少趋势。
4、这个反向电动势会帮助电容把剩下的电子全部从电容的上极板移到下极板,这时电容的
极性为下正上负。
当电流为0时,电流不再变化,电感的感应电动势也为0。
5、这样,LC电路就完成了振荡周期的一半。
下一个半周相信大家知道了。
还要提醒一句是
电感的感应电动势与它电流的大少无关,与电流的变化量大小有关。
我心即我佛原创,非常感谢“阳光里的孩子”和“我还没放弃治疗”。
LC振荡电路工作原理图文分析
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LC 振荡电路工作原理图文分析
采用ZC 谐振网络作选频网络的振荡电路称为ZC 振荡电路。
ZC 振荡电路通常采用电压 正反应。
按反应电压取岀方式不同,可分为变压器反应式,电感三点式、电容三点式,三种 典型电路。
三种电路的共同特点是采用厶C 并联谐振回路作为选频网络。
一个LC 并联回路如下图,其中R 表示电感线圈和回路英他损耗总的等效电阻。
其幅频特性和相频特性如下图。
式〔7・7〕中Q 为回路品质因数,其值为
由图可知,当外加信号频率/等于LC 回路的固有频率f 曲〕时,电路发生并联谐 振,阻抗Z 到达最大值Zo,相位角〔p=0,电路呈纯电阻性,当/偏离%时由于Z 将显著减 小,〔P 不再为零,在矗 时,电路呈感性;妙时,电路呈容性,利用ZC 并谐振时呈 高阻抗这一特点,来到达选取信号的目的,这就是ZC 并联谐振回路的选频特性。
可以证明 品质因数越髙,选择性愈好,但品质因数过髙,传输的信号会失頁・。
因此,采用厶C 谐振回路作为选频网络的振荡电路,只能输出皿的正弦波,其振荡频率为
图5.4 ZC 并联回路
当ZC 并联回路发生谐振时, 〔a 〕幅频特性
〔b 〕相频特性 图5.5 ZC 并联回路的频率特性〔Ol>O2〕
谐振频率为 /o =
2WZc 电路阻抗Z 到达最大,其值为 R co {)CR
2zr>/Ec
当改变厶C回路的参数厶或〔?时・就可改变输出信号的频率。
二阶电路分析——LC震荡的推导
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二阶电路分析——LC 震荡的推导如图9.16所示,RLC 串联电路零输入响应的数学分析依KVL ,得 0=-+C L R u u u按图9.16中标定的电压,电流参考方向有 dtdu Ci C-= dtdu RCRi u CC -== 22dtu d LC dt diL u C L -==将以上各式代入KVL 方程,便可以得出以 C u 为响应变量的微分方程,为022=++C CC u dt du RC dt u d LC ()0≥T (9.10)式(9.10)为一常系数二阶线性齐次微分方程,其特征方程为012=++RCp LCp其特征根为20222,1122ωαα-±-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛±-=LC L R L R p 式中:L R 2/=α称为衰减系数;LC /10=ω称为固有振荡角频率。
1.几种不同情况的讨论(1)当(R/2L)2>1/LC 时,1p 、2p 为不相等的负实根,称为过阻尼情况。
特征根为2022,1ω-±-=a a p微分方程的通解为()tp t p C e A e A t u 2121+= (9.11)其中待定常数1A 、2A 由初始条件来确定,其方法是:当+=0t 时刻,则由式(9.11) 可得()21A A t u C +=对式(9.12)求导,可得+=0t 时刻()t u C 对t 的导数的初始值为()()()Ci p A p A dt t du u t C C+=+-=+=='+0022110联立求解式(9.12)和式(9.13),便可以解出1A 、2A 。
根据式(9.11)可知,零输入响应()t u C 是随时间按指 数规律衰减的,为非振荡性质。
()t u C 的波形如图9. 17所示。
(2).当()LC L R /12/2=时, 1p 、2p 为相等的负实根, 称为临界阻尼情况。
特征根为a p p -==21微分方程的通解为()()at C e t A A t u -+=21其中常数1A 、2A 由初始条件()+0C u 和()+'0C u 来确定。
lc震荡电路原理
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lc震荡电路原理LC震荡电路原理引言LC震荡电路是一种常见的电子电路,广泛应用于通信、计算机和其他电子设备中。
本文将介绍LC震荡电路的原理和工作方式。
一、LC震荡电路的组成LC震荡电路由一个电感(L)和一个电容(C)组成。
电感是由线圈制成的元件,可以存储磁能量;电容是由两个导体之间的绝缘层隔开的元件,可以存储电能。
二、LC震荡电路的工作原理LC震荡电路利用电感和电容之间的相互作用来产生振荡信号。
当电路中的电容充电时,电感存储了电能,当电容放电时,电感释放了存储的能量。
这种周期性的充放电过程导致电路中产生连续的振荡信号。
三、LC震荡电路的工作方式LC震荡电路的工作可以分为两个阶段:充电阶段和放电阶段。
1. 充电阶段:在充电阶段,电源提供电流给电容,电容开始充电。
充电过程中,电容的电压逐渐增加,而电感中的电流逐渐减小。
2. 放电阶段:当电容充满电荷时,电容开始放电。
放电过程中,电容的电压逐渐降低,而电感中的电流逐渐增大。
这种充放电的循环过程导致电路中产生连续的振荡信号。
LC震荡电路的频率由电感和电容的数值决定,可以通过调节电感或电容的数值来改变振荡频率。
四、LC震荡电路的应用LC震荡电路在通信和计算机领域有广泛的应用。
其中一种常见的应用是在射频发射器中产生高频振荡信号。
此外,LC震荡电路还可以用于时钟电路、振荡器和滤波器等电子设备中。
五、LC震荡电路的优缺点LC震荡电路具有以下优点:1. 简单、经济,成本低;2. 震荡频率稳定,频率可调。
然而,LC震荡电路也存在一些缺点:1. 对温度和电源电压的变化敏感;2. 输出信号强度较低;3. 对噪声和干扰信号较敏感。
六、总结LC震荡电路是一种常用的电子电路,利用电感和电容之间的相互作用来产生振荡信号。
它在通信、计算机和其他电子设备中有广泛的应用。
虽然LC震荡电路具有一些优点,但也存在一些缺点。
我们可以根据具体的应用需求选择合适的电路设计。
通过本文的介绍,相信读者对LC震荡电路的原理和工作方式有了更深入的了解。
lc震荡原理
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lc震荡原理
LC震荡原理是指利用电感和电容的相互作用产生自律振荡的
原理。
在LC电路中,电感和电容可以存储能量,在一定条件下,能量在两者之间来回转换,从而实现振荡现象。
LC电路的基本构成包括一个电感L和一个电容C,它们可以
连接成如下的电路结构:电感与电容并联或串联。
当电路处于稳定状态时,电感和电容会存储电能;而在振荡状态下,电感和电容会周期性地互相传递能量。
在LC震荡电路中,当电路初始充电或放电时,电感和电容之
间会建立起一个周期性的振荡。
具体来说,当电路在某一时刻充电时,电容存储电能,而电感中的电流增加;当电路在某一时刻放电时,电感释放储存的能量,电容中的电压降低。
这样,电感和电容不断地传递能量,使电路处于振荡状态。
要使LC电路产生自律振荡,还需满足一定的条件。
首先,要
保证电路中不存在能够稳定电流或电压的元件,否则电路将无法产生振荡现象。
其次,电路中的电感和电容要有合适的数值和连接方式,以满足振荡的频率要求。
最后,电路中还需加入一个能够提供能量的非线性元件,如二极管或三极管,用于维持振荡的持续进行。
总之,LC震荡原理是通过电感和电容之间的相互作用,使电
路产生周期性振荡现象。
它在许多电子设备和通信系统中具有重要的应用,如频率稳定器、振荡器等。
lc振荡电路原理
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lc振荡电路原理
LC振荡电路是一种自激振荡电路,由电感器和电容器组成。
其原理是当电容器充电时,电容器上的电荷逐渐增加,同时通过电感器也建立起一个变化的电流。
当电容器充电到一定程度时,电容器中的电荷开始减少,电流方向也相应改变。
这样就形成了一个周期性变化的电荷和电流,从而产生了振荡。
具体来说,当电容器充电到一定程度后,由于电容器上的电荷增加,电容器两端的电压也相应增加。
这时,电压峰值超过了电感器的电压值,使得电感器中的电流方向发生改变。
电感器中的电流的方向改变又导致电容器两端的电压开始减小,进而引起电容器中的电荷减少。
当电容器中的电荷减少到一定程度时,电感器中的电流方向再次改变,电容器两端的电压又开始增加。
循环往复,就实现了周期性的振荡。
LC振荡电路的振荡频率取决于电感器和电容器的数值。
较大
的电感和电容会导致较低的振荡频率,而较小的电感和电容会导致较高的振荡频率。
LC振荡电路常用于无线通信、射频电路以及调谐电路等领域。
通过调节电感和电容的数值,可以实现不同频率的振荡。
lc振荡电路频率计算公式
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lc振荡电路频率计算公式
摘要:
一、LC振荡电路简介
二、LC振荡电路频率计算公式
1.公式推导
2.参数单位
三、LC振荡电路的应用
四、提高振荡频率的方法
正文:
LC振荡电路是一种产生高频正弦波信号的电路,主要由电感和电容组成。
在这种电路中,电能和磁能交替转化,形成振荡。
辐射功率与振荡频率的四次方成正比,因此,提高振荡频率是增强电磁波辐射的关键。
LC振荡电路的频率计算公式为:f1/[2(lc)],其中,f是频率,单位是赫兹(Hz);l为电感,单位为亨利(H);c为电容,单位为法拉(F)。
这个公式表明,当电感的感抗等于电容的容抗时,交流电的频率就是LC振荡电路的振荡频率。
在实际应用中,LC振荡电路广泛应用于通信、雷达、无线电等领域,作为信号发生器或频率合成器。
为了提高振荡频率,研究者们不断探索新的电路设计和优化方法。
总之,LC振荡电路是一种重要的高频信号发生器,其频率计算公式为
f1/[2(lc)]。
通过提高振荡频率,可以增强电磁波的辐射功率,从而提升电路的
性能。
lc振荡原理
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lc振荡原理
LC振荡原理是指利用电感和电容的串联或并联组合,在适当
的条件下形成稳定的振荡信号的原理。
LC振荡电路通常由一
个电感和一个电容组成,其中电感是由线圈或绕组构成的被动元件,电容是由两个电极之间的电介质隔离而成的。
当电感和电容串联时,形成串联谐振电路;当电感和电容并联时,形成并联谐振电路。
LC振荡电路在适当的参数条件下,可以产生稳定的振荡信号。
在谐振频率附近,电感和电容之间的能量交换周期性地发生,导致电荷和电流的周期性振荡。
通过适当的反馈机制,可以实现能量的持续输送和维持振荡的稳定性。
LC振荡电路的振荡频率由电感和电容的参数决定。
当电感和
电容的数值合适时,振荡频率与电感和电容之间的关系可以用以下公式表示:
振荡频率= 1 / (2π√(电感 ×电容))
其中,π为圆周率。
通过调节电感和电容的数值,可以改变振荡电路的振荡频率。
此外,在LC振荡电路中加入适当的放大器和反馈网络,可以
实现不同频率和波形的振荡输出。
LC振荡电路在实际应用中有着广泛的用途。
例如,在无线通
信系统中,LC振荡电路被用于产生稳定的射频信号;在电源
管理中,LC振荡电路可用来产生稳定的时钟信号;在音频处理中,LC振荡电路可用来产生频率可调的音频信号等等。
lc震荡电路公式
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lc震荡电路公式
标题:LC震荡电路公式简介:LC震荡电路是一种常见的电路结构,广泛应用于无线通信、射频电子学等领域。
本文将介绍LC震荡电路的基本原理和公式,并探讨其在实际应用中
的重要性。
正文:LC震荡电路是由电感(L)和电容(C)组成的电路结构。
它的基本原理是通过电
感和电容之间的相互作用来产生电压和电流的周期性变化。
在LC震荡电路中,电感和电
容形成了一个振荡回路,使得电压和电流在回路中周期性地变化。
LC震荡电路的公式是通过分析电流和电压之间的关系得出的。
根据基本电路理论,我们
可以得到LC震荡电路的共振频率(f)公式:f = 1 / (2π√(LC))其中,f表示共振频率,L表示电感的值,C表示电容的值,π表示圆周率。
这个公式告诉我们,LC震荡电路的共振频率与电感和电容的数值有关。
通过调整电感和电容的数值,我们可以控制LC震荡电路的
共振频率,从而实现对电路的调节和控制。
LC震荡电路在无线通信和射频电子学领域有着重要的应用。
例如,在无线电发射器中,
LC震荡电路用于产生高频信号,实现信号的发射和传输。
在射频电子学中,LC震荡电路用于产生稳定的射频信号,用于无线通信、雷达等系统中。
总结:LC震荡电路是一种常见的电路结构,通过电感和电容之间的相互作用来产生电压
和电流的周期性变化。
通过调整电感和电容的数值,我们可以控制LC震荡电路的共振频率,实现对电路的调节和控制。
LC震荡电路在无线通信和射频电子学领域有着重要的应用,为无线通信和射频系统的正常运行提供了基础支持。
LC正弦波振荡电路详解(2)
![LC正弦波振荡电路详解(2)](https://img.taocdn.com/s3/m/5622d7da7cd184254a35350c.png)
LC正弦波振荡电路详解LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的,只是选频网络采用LC电路。
在LC振荡电路中,当f=f o时,放大电路的放大倍数数值最大,而其余频率的信号均被衰减到零;引入正反馈后,使反馈电压作为放大电路的输入电压,以维持输出电压,从而形成正弦波振荡。
由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高,所以放大电路多采用分立元件电路。
一、LC谐振回路的频率特性LC正弦波振荡电路中的选频网络采用LC并联网络,如图所示。
图(a)为理想电路,无损耗,谐振频率为八面乔(推导过程如下)公式推导过程:电路导纳为r = J曲十-----_ R_或十仙©2就可求出谐振角频率式中Q为品质因数Q =将上式代入氏,得出% 二令式中虚部为零,当Q>>1时, % 阳一?=伍,所以谐振频率1X -0 ^^^ I在信号频率较低时,电容的容抗(亡」曲)F很大,网络呈感性;在信号频率较高 时,电感的 V 七 感抗(血 巳曲)很大,网络呈容性;只有当f=fo 时, 网络才呈纯阻性,且阻抗最大。
这时电路产生电O 流谐振,电容的电场能转换成磁场能,而电感的 磁场能又转换成电场能,两种能量相互转换。
实际的LC 并联网络总是有损耗的,各种损耗等 效成电阻R ,如图(b )所示。
电路的导纳为r = j®c+—:—A+ j 庞 回路的品质因数R R \C公式推导过程:电路导纳为当f=fo 时,电抗当Q>>1时,I 弗用少尺 2匚巴,代入R\C ,整理可得« --- "00理想情况下的网络 於(推导过程如下)Iz或4(泣尸_令式中虚部为零,就可求出谐振角频率Q* I路損耗时的屈缩式中Q为品质因数r R .1 +keZj111H-- 3■1将上式代入°=七,得出a 咗当f=f o 时,电抗A V C ,整理可得上式表明,选频网络的损耗愈小,谐振频率相同时,电容容量愈 小,电感数值愈大,品质因数愈大,将使得选频特性愈好。
lc振荡电路频率公式推导过程
![lc振荡电路频率公式推导过程](https://img.taocdn.com/s3/m/e6b9025d0812a21614791711cc7931b764ce7b11.png)
lc振荡电路频率公式推导过程好的,以下是为您生成的文章:咱先来说说啥是 LC 振荡电路哈。
这玩意儿就像是一个调皮的小精灵,在电路的世界里蹦跶个不停。
想象一下,有一个电感 L 和一个电容 C 串联在一起,它们就构成了这个神奇的 LC 振荡电路。
那为啥要研究它的频率公式呢?这就好比你想知道一辆车跑多快,得先搞清楚发动机的工作原理一样。
搞清楚 LC 振荡电路的频率,咱就能更好地掌控它,让它为咱所用。
咱们来一步步推导这个频率公式。
先从电容说起,电容储存电荷的能力那可是杠杠的。
电容两端的电压和所储存的电荷量之间有个关系,就是 Q = C×V ,这里的 Q 是电荷量,C 是电容,V 是电压。
再看电感,电感阻碍电流变化的特性也很独特。
电感上的感应电动势和电流的变化率有关系,就是 e = -L×(dI/dt) ,这里的 e 是感应电动势,L 是电感,dI/dt 是电流的变化率。
在 LC 振荡电路中,电荷在电容和电感之间来回流动。
当电容放电时,电流增大,电感产生反向电动势阻碍电流增大;当电容充电时,电流减小,电感产生同向电动势帮助电流减小。
假设在某个时刻 t ,电容上的电荷量为 q ,电流为 i 。
因为电流是电荷量的变化率,所以 i = dq/dt 。
根据电容的特性,电容两端的电压 V = q / C 。
再把这个电压代入到电感的关系式中,就得到 -L×(di/dt) = q / C 。
对这个式子进行整理和求导,经过一番复杂但有趣的操作(这中间的数学过程就像是解开一道复杂的谜题),咱就能得到一个二阶常系数线性微分方程:d²q/dt² + (1/LC)×q = 0 。
这个方程的解就是q = Q×cos(ωt + φ) ,其中ω 就是咱要找的角频率,ω = √(1/LC) ,频率f = ω / (2π) = 1 / (2π√(LC)) 。
这就是 LC 振荡电路频率公式的推导过程啦!就像我之前有一次参加电子制作的小活动,想自己弄一个简单的无线通信装置,就必须得搞懂这个 LC 振荡电路的频率。
二阶电路分析——LC震荡的推导
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二阶电路分析——LC震荡的推导如图9.16所示,RLC串联电路零输入响应的数学分析依KVL,得按图9.16中标定的电压,电流参考方向有将以上各式代入KVL方程,便可以得出以为响应变量的微分方程,为(9.10)式(9.10)为一常系数二阶线性齐次微分方程,其特征方程为其特征根为式中:称为衰减系数;称为固有振荡角频率。
1.几种不同情况的讨论(1)当(R/2L)2>1/LC时,、为不相等的负实根,称为过阻尼情况。
特征根为微分方程的通解为(9.11)其中待定常数、由初始条件来确定,其方法是:当时刻,则由式(9.11)可得对式(9.12)求导,可得时刻对t的导数的初始值为联立求解式(9.12)和式(9.13),便可以解出、。
根据式(9.11)可知,零输入响应是随时间按指数规律衰减的,为非振荡性质。
的波形如图9. 17所示。
(2).当时,、为相等的负实根,称为临界阻尼情况。
特征根为微分方程的通解为其中常数、由初始条件和来确定。
的波形图根据式(9.13)可知,这种情况的响应也是非振荡的。
(3)当时,、为具有负实部的共轭复根,称为欠阻尼情况。
待征根为其中称为阻尼振荡角频率。
微分方程的通解为其中常数A和妒由初始条件确定。
根据式(9.15)可知,响应随时间变化的规律具有衰减的振荡特性,它的振幅随时间按指数规律衰减,衰减的快慢取决于衰减系数的大小,越大则衰减就越快。
衰减振荡的角频率为,越大,则振荡周期就越小。
的波形图如图9.18所示。
(4)当R=O时,、为一对共轭虚根,称为无阻尼情况。
特征根为相应的表达式为其中A和可以直接由初始条件确定。
的波形如图9.19所示。
从式(9.l6)和的波形图可知,电路的零输入响应是不衰减的正弦振荡,其角频率为。
由于电路电阻为零,故称为无阻尼等幅振荡情况。
2.以上几种情况的物理意义电容和电感都是储能元件,只有电阻是耗能元件。
电容放电时它所储存的电场能量,一部分消耗在电阻中,一部分转移到电感储存于磁场中。
lc振荡公式
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lc振荡公式LC振荡公式,即电感电容振荡电路的振荡频率公式,是电路理论中的重要概念之一。
它描述了在电感和电容相互作用下,电路中产生振荡的频率。
本文将详细介绍LC振荡公式的原理和应用。
LC振荡电路是由电感和电容组成的简单电路。
在这种电路中,电感和电容分别存储着电能,并且通过互相的电流和电压变化来传递能量。
当电路中的电容充电到一定程度时,电流开始从电容器流向电感器,电荷开始从电容器移动到电感器中。
随着电荷的移动,电感中储存的磁场能量开始转化为电容器中的电场能量,反之亦然。
这种能量的交替转化导致了电路中的振荡现象。
LC振荡电路的振荡频率与电路中的电感和电容的数值有关。
根据LC振荡公式,振荡频率f与电感L和电容C的乘积的倒数的平方根成正比。
具体表达式为:f = 1 / (2π√(LC))其中,π是圆周率。
这个公式告诉我们,当电感和电容的数值增大时,振荡频率会减小,反之亦然。
这是因为较大的电感和电容意味着更多的能量储存,需要更长的时间才能完成能量的转化,所以振荡频率会降低。
LC振荡电路的应用非常广泛。
在无线电通信中,LC振荡电路常用于产生稳定的射频信号。
在电子设备中,LC振荡电路也用于时钟电路、频率计等应用中。
此外,LC振荡电路还可用于滤波器和谐振器等电路中。
总结一下,LC振荡公式是描述电感电容振荡电路中振荡频率的公式。
它与电路中的电感和电容的数值有关,通过乘积的倒数的平方根来计算振荡频率。
LC振荡电路在无线电通信、电子设备和滤波器等领域有着广泛的应用。
了解和掌握LC振荡公式对于理解和应用电路理论至关重要。
希望本文的介绍对读者有所帮助,增加对LC振荡公式的理解和应用能力。
lc振荡公式
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lc振荡公式LC振荡公式是指电路中的电感(L)和电容(C)通过交流电源产生振荡的公式。
它描述了LC振荡电路中电流和电压的变化规律。
在这篇文章中,我们将深入探讨LC振荡公式的原理和应用。
让我们来了解一下LC振荡电路的基本结构。
LC振荡电路由一个电感器(L)和一个电容器(C)组成。
当电路接通交流电源时,电流开始在电感器和电容器之间来回流动,形成振荡。
这种振荡的频率由LC振荡公式决定。
LC振荡公式可以表示为:f = 1 / (2π√(LC))其中,f表示振荡的频率,π是圆周率(约等于3.14),L是电感的值,C是电容的值。
根据这个公式,我们可以通过调节电感和电容的数值来控制振荡的频率。
LC振荡电路有许多实际应用。
一个重要的应用是在无线电技术中的调谐电路。
调谐电路利用LC振荡电路的频率可调特性来选择特定的无线电信号。
通过调节电感和电容的数值,我们可以选择接收或发送特定频率的无线电信号。
这在广播、电视和无线通信等领域都有重要的应用。
LC振荡电路还可以用于制造精密的时钟和定时器。
振荡器是电子设备中常用的部件,它们产生稳定的振荡信号,用于计时和同步电路。
LC振荡电路的频率稳定性和可调性使其成为制造高精度时钟和定时器的理想选择。
LC振荡公式还有一些重要的特性需要注意。
首先,当电感和电容的值越大时,振荡的频率越低。
这是因为较大的电感和电容会导致振荡周期变长。
其次,当电感和电容的值越小时,振荡的频率越高。
这是因为较小的电感和电容会导致振荡周期变短。
除了频率,LC振荡电路还具有振幅和相位的特性。
振幅是指振荡电流或电压的最大值,而相位是指振荡电流或电压与参考信号之间的时间差。
这些特性可以通过LC振荡公式和电路参数来计算和调节。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求选择合适的电感和电容数值。
这需要考虑到电路的工作频率、功耗、稳定性等因素。
同时,我们还需要注意电感和电容的制造和选用质量,以确保电路的性能和可靠性。
总结起来,LC振荡公式是描述电路中电感和电容通过交流电源产生振荡的重要公式。
lc振荡公式
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lc振荡公式LC振荡公式是一种描述电路中振荡频率的数学公式,它可以用来计算电路中的振荡频率和周期。
在电子学中,振荡电路是非常常见的一种电路,它能够产生稳定的周期性信号。
而LC振荡公式则是描述这种振荡信号频率的基础。
在电子学中,振荡电路由电感(L)和电容(C)构成,其中电感是储存电能的元件,电容则是储存电荷的元件。
当电路中的电感和电容被连接在一起时,它们会形成一个自由振荡的电路。
这种电路会产生一个频率稳定的周期性信号,被称为振荡信号。
LC振荡电路中的振荡频率可以由以下公式计算得出:f = 1 / (2π√(LC))其中,f表示振荡频率,π是一个数学常数,约等于3.14159,√表示开平方。
可以看出,振荡频率与电感和电容的数值有关。
当电感和电容的数值增大时,振荡频率会变小;当电感和电容的数值减小时,振荡频率会变大。
这是因为电感和电容的数值决定了电路中储存电能和电荷的能力,而这些能力又会影响电路中的振荡频率。
LC振荡公式的应用非常广泛。
在无线电通信中,振荡电路被用来产生无线电信号。
在电子钟和计时器中,振荡电路被用来产生稳定的时钟信号。
在音乐合成器中,振荡电路则被用来产生各种不同频率的音调。
除了LC振荡公式,还有其他一些公式和方法可以用来计算电路中的振荡频率。
例如,RC振荡电路中的振荡频率可以由以下公式计算得出:f = 1 / (2πRC)其中,R表示电阻的阻值。
LC振荡公式和其他振荡公式的应用都非常广泛,它们在电子学、通信学和计算机科学等领域都起着重要的作用。
了解和掌握这些公式,对于工程师和科研人员来说是非常重要的。
LC振荡公式是描述电路中振荡频率的重要公式。
它可以帮助我们计算电路中的振荡频率和周期,进而应用到各种实际的电子设备和系统中。
通过深入理解和掌握LC振荡公式,我们能够更好地设计和优化电路,提高电子设备的性能和稳定性。
lc振荡公式
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lc振荡公式LC振荡公式,即电感电容振荡电路的基本公式,是电工学中重要的基础知识之一。
在电子技术和通信领域,我们经常会涉及到各种振荡电路的设计和应用,而LC振荡公式正是其中重要的一环。
LC振荡公式描述了电感电容振荡电路中电流和电压的关系。
在一个简单的LC振荡电路中,电感L和电容C串联连接,形成一个回路。
当电路中的电流通过电感时,电感储存了能量;当电流通过电容时,电容释放了能量。
而电感和电容之间的相互作用,使得电路中的电流和电压呈现周期性的变化。
LC振荡公式可以用数学公式表示为:f = 1 / (2π√(LC))其中,f表示振荡频率,L表示电感的值,C表示电容的值,π表示圆周率。
通过这个公式,我们可以计算出电感和电容的值,从而确定振荡电路的频率。
在实际应用中,LC振荡电路广泛用于无线通信系统、电子时钟、射频电路等领域。
例如,在无线电通信中,LC振荡电路常用于产生无线信号的载波。
通过调节电感和电容的值,可以实现不同频率的振荡,从而满足不同通信需求。
除了在振荡电路中的应用,LC振荡公式还有其他一些重要的应用。
例如,在天线设计中,我们常常需要通过调节电感和电容的值来实现天线的共振。
通过共振,天线可以更好地接收或发射特定频率的信号。
LC振荡公式还可以用于计算电路中的谐振频率。
谐振频率是指电路中电压或电流振幅最大的频率。
在无线电频谱分析、音频处理等领域,谐振频率的计算非常重要。
通过LC振荡公式,我们可以确定谐振频率,并进一步分析和处理信号。
LC振荡公式是电工学中重要的基础知识,它描述了电感电容振荡电路中电流和电压的关系。
通过这个公式,我们可以计算出振荡电路的频率,实现不同应用需求。
在实际应用中,LC振荡电路广泛用于通信系统、天线设计、频谱分析等领域。
掌握LC振荡公式,对于电子技术和通信工程人员来说非常重要,它是他们设计和优化电路的基础。
通过深入理解LC振荡公式,我们可以更好地应用电感和电容来实现各种电路功能,推动电子技术的发展。
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二阶电路分析——LC 震荡的推导
如图9.16所示,RLC 串联电路零输入响应的数学分析依KVL ,得 0=-+C L R u u u
按图9.16中标定的电压,电流参考方向有 dt
du C
i C
-= dt
du RC
Ri u C
C -== 22dt
u d LC dt di
L u C L -==
将以上各式代入KVL 方程,便可以得出以 C u 为响应变量的微分方程,为
02
2=++C C
C u dt du RC dt u d LC ()0≥T (9.10)
式(9.10)为一常系数二阶线性齐次微分方程,其特征方程为
012=++RCp LCp
其特征根为
2
022
2
,1122ωαα-±-=-⎪⎭
⎫ ⎝⎛±-=LC L R L R p 式中:L R 2/=α称为衰减系数;LC /10=ω称为固有振荡角频率。
1.几种不同情况的讨论
(1)当(R/2L)2>1/LC 时,1p 、2p 为不相等的负实根,称为过阻尼情况。
特征根为
2
022,1ω-±-=a a p
微分方程的通解为
()t
p t p C e A e A t u 2
1
21+= (9.11)
其中待定常数1A 、2A 由初始条件来确定,其方法是:当+=0t 时刻,则由
式(9.11) 可得
()21A A t u C +=
对式(9.12)求导,可得+=0t 时刻()t u C 对t 的导数的初始值为
()()()C
i p A p A dt t du u t C C
+=+-=+=='+0022110
联立求解式(9.12)和式(9.13),便可以解出1A 、2A 。
根据式(9.11)可知,零输入响应()t u C 是随时间按指 数规律衰减的,为非振荡性质。
()t u C 的波形如图9. 17所示。
(2).当()LC L R /12/2=时, 1p 、2p 为相等的负实根, 称为临界阻尼情况。
特征根为
a p p -==21
微分方程的通解为
()()at C e t A A t u -+=21
其中常数1A 、2A 由初始条件()+0C u 和()+'0C u 来确定。
()t u C 的波形图根据式(9.13)可知,这种情况的响应也是非振荡的。
(3)当时,1p 、2p 为具有负实部的共轭复根,称为欠阻尼情况。
待征根为
d j L R LC j L R p ωα±-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛-±-=2
2
,1212 其中 2202
21αωω-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=
L R LC d 称为阻尼振荡角频率。
微分方程的通解为 ())sin(e ϕωα+=-t A t u d t C
其中常数A 和妒由初始条件确定。
根据式(9.15)可知,响应随时间变化的规律具有衰减的振荡特性,它的振幅t
e
α-=A 随时间按指数规律衰减,衰减的快慢取决于衰减系数α的大小,
α越大则衰减就越快。
衰减振荡的角频率为d ω,d ω越大,则振荡周期
d T ωπ/2=就越小。
()t u C 的波形图如图9.18所示。
(4)当R=O 时,1p 、2p 为一对共轭虚根,称为无阻尼情况。
特征根为 02,1ωj p ±= 相应的表达式为
()()ϕω+=t A t u C 0sin
其中A 和ϕ可以直接由初始条件确定。
()t u C 的波形如图9.19所示。
从式(9.l6)和()t u C 的波形图可知,电路的零输入响应是不衰减的正弦振荡,
其角频率为0ω。
由于电路电阻为零,故称为无阻尼等幅振荡情况。
2.以上几种情况的物理意义
电容和电感都是储能元件,只有电阻是耗能元件。
电容放电时它所储存的电场能量,一部分消耗在电阻中,一部分转移到电感储存于磁场中。
在过
阻尼情况下,由于R较大,能量消耗极为迅速,因此电感获得的磁场能量不可能再返回给电容,而是随电路电流的下降而逐渐释放出来,一起消耗在电阻上。
所以,电容电压C u是单调下降的,形成非振荡的放电过程。
在欠阻尼情况下,由于R较小,电容放电时,被电阻消耗的能量较少,大部分电场能转变为磁场能储存于电感中。
当电容储能为零时,电感开始放电,电容被反向充电。
当电感储能为零时,电容又开始放电。
这样周而复始。
由于电阻不停地消耗着能量,因此电容电压呈指数衰减的振荡过程。
如果R=O,即电路中无能量损耗,则在振荡过程中,电容释放给电感的能量和电感吸收后又释放给电容的能量将始终相同。
因此,电容电压C u的振幅将不会衰减,振荡将无限制地持续下去,形成等幅振荡。
这就是无阻尼情况。