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諧振作用及其電路中的特性

發布:2021-12-21 閱讀量:

特高壓電力旗下的串聯諧振可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。

串聯諧振的電路是何原理?(圖1)

指在交流RLC電路中,電壓或電流為最大值時,稱之為諧振。即電感與電容各自的電抗互相抵消,電源所提供的功率都落在電阻上。諧振電路常應用在無線電與無線通信。

在物理學里,有一個概念叫共振:當策動力的頻率和系統的固有頻率相等時,系統受迫振動的振幅最大,這種現象叫共振。電路里的諧振其實也是這個意思:當電路中激勵的頻率等于電路的固有頻率時,電路的電磁振蕩的振幅也將達到峰值。實際上,共振和諧振表達的是同樣一種現象。這種具有相同實質的現象在不同的領域里有不同的叫法而已。

由電感L和電容C組成的,可以在一個或若干個頻率上發生諧振現象的電路,統稱為諧振電路。在電子和無線電工程中,經常要從許多電信號中選取出我們所需要的電信號,而同時把我們不需要的電信號加以抑制或濾出,為此就需要有一個選擇電路,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諧振而產生某些危害,例如過電壓或過電流。所以,對諧振電路的研究,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。

作用

收音機利用的就是諧振現象。轉動收音機的旋鈕時,就是在變動里邊的電路的固有頻率。忽然,在某一點,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,它們發生了諧振。遠方的聲音從收音機中傳出來。這聲音是諧振的產物。

諧振電路都有一個特點,容抗等于感抗,電路呈阻性那么就有ωL=1/ωC,因為LC都是有知條件,那么可以把諧振的頻率點算出來品質因數Q=ωL/R,所謂品質因數如果為28,那么并聯的諧振電路就是電流減少了28倍;如果是串聯的諧振電路,那么就是電壓增加了28倍。那么現在串聯諧振點下的電壓為施加的電壓乘以品質因數如果已知條件告訴你的施加電壓為峰值,那么就直接相乘;如果已知條件告訴你的施加電壓為有效值,那么還需要將算出來的電壓再乘以1.414得出峰值。

諧振時電路的特性

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-ψi=0。

3、電流的模達到最大值,即I=I0=US/R0 ,I0稱為諧振電流。

4、L和C兩端均可能出現高電壓,即

UL0=I0XL0=US/R XL0=QUS

UC0=I0XC0=US/R XC0=QUS

可見當Q?1時,即有UL0=UCO?US,故串聯諧振又稱為電壓諧振。這種出現高電壓的現象,在無線電和電子工程中極為有用,但在電力工程中卻表現為有害,應予以防止。


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