串聯(lián)諧振的產(chǎn)生及其應(yīng)用
特高壓電力旗下的串聯(lián)諧振可以幫助眾多電力工作者更加方便的進(jìn)行各類電力測試。
諧振的產(chǎn)生
在有電阻、電感、電容的交流電路中,電路兩端的電壓、電流、相位有些不同。如果調(diào)整電感和電容的參數(shù)或電源頻率,可以使相位相同,電路呈純電阻性,電路達(dá)到這種狀態(tài)為諧振。
諧振就是物理做簡諧振動(dòng),物體的加速度在跟偏離平衡位置的位移成正比,且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)。其動(dòng)力學(xué)方程式是F=-kx。 諧振的現(xiàn)象是電流增大和電壓減小,越接近諧振中心,電流表電壓表功率表轉(zhuǎn)動(dòng)變化快,但是和短路得區(qū)別是不會(huì)出現(xiàn)零序量。
在物理學(xué)里,有一個(gè)概念叫共振:當(dāng)策動(dòng)力的頻率和系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí),系統(tǒng)受迫振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。電路里的諧振其實(shí)也是這個(gè)意思:當(dāng)電路的激勵(lì)的頻率等于電路的固有頻率時(shí),電路的電磁振蕩的振幅也將達(dá)到峰值。實(shí)際上,共振和諧振表達(dá)的是同樣一種現(xiàn)象。這種具有相同實(shí)質(zhì)的現(xiàn)象在不同的領(lǐng)域里有不同的叫法而已。
諧振應(yīng)用
收音機(jī)利用諧振現(xiàn)象收音機(jī)利用的就是諧振現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動(dòng)收音機(jī)的旋鈕時(shí),就是在變動(dòng)里邊的電路的固有頻率。忽然,在某一點(diǎn),電路的頻率和空氣中原來不可見的電磁波的頻率相等起來,于是,它們發(fā)生了諧振。遠(yuǎn)方的聲音從收音機(jī)中傳出來。這聲音是諧振的產(chǎn)物。
諧振電路
由電感L和電容C組成的,可以在一個(gè)或若干個(gè)頻率上發(fā)生諧振現(xiàn)象的電路,統(tǒng)稱為諧振電路。在電子和無線電工程中,經(jīng)常要從許多電信號(hào)中選取出我們所需要的電信號(hào),而同時(shí)把我們不需要的電信號(hào)加以抑制或?yàn)V出,為此就需要有一個(gè)選擇電路,即諧振電路。另一方面,在電力工程中,有可能由于電路中出現(xiàn)諧振而產(chǎn)生某些危害,例如過電壓或過電流。所以,對(duì)諧振電路的研究,無論是從利用方面,或是從限制其危害方面來看,都有重要意義。
諧振時(shí)特性
諧振電路在諧振時(shí)的特性有
1.諧振阻抗Z0為純電阻,其值為最小,即Z0=R。
2.電流與電源電壓同相位,即φ=ψu(yù)-ψi=0。
3.電流的模達(dá)到最大值,即I=I0=US/R0 ,I0稱為諧振電流。
4.L和C兩端均可能出現(xiàn)高電壓,即
UL0=I0XL0=(US/R)XL0=QUS
UC0=I0XC0=(US/R)XC0=QUS
可見當(dāng)Q>>1時(shí),即有UL0=UCO>>US,故串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。這種出現(xiàn)高電壓的現(xiàn)象,在無線電和電子工程中極為有用,但在電力工程中卻表現(xiàn)為有害,應(yīng)予以防止。

