RLC串聯諧振電路中串聯諧振的條件及其分析,諧振電路中的響應是外加激勵信號頻率的函數,不同的響應信號發生諧振的頻率并不相同.本文由武漢華英電力(www.szdem.cn)通過數學分析的方法給出了RLC串聯諧振電路在外加正弦激勵信號作用下,電路中的回路電流、電容電壓和電感電壓的諧振條件。
阻抗條件,諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0,并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候,串聯電路諧振電流無窮大;并聯電路諧振電壓無窮大(理論值)。在電阻、、電感串聯電路中,出現電源、電壓、電流同相位現象,叫做串聯諧振,其特點是:電路呈純電阻性,電源、電壓和電流同相位,電抗X等于0,阻抗Z等于電阻R,此時電路的阻抗最小,電流最大,在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓,因此串聯諧振也稱電壓諧振。
諧振電壓與原電壓疊加,并聯諧振:在電阻、電容、電感并聯電路中,出現電路端電壓和總電流同相位的現象,叫做并聯諧振,其特點是:并聯諧振是一種完全的補償,電源無需提供無功功率,只提供電阻所需要的有功功率,諧振時,電路的總電流最小,而支路電流往往大于電路中的總電流,因此,并聯諧振也叫電流諧振。
在電阻、電容和電感串聯的電路中,感抗Xl和Xc的作用是直接相減的。如果滿足一定條件,恰好使Xl=Xc,則電路的電抗等于零,電路中的電流和電壓相位相同,沒有無功功率在電阻與電感、電容間交換。電路的這種狀態稱為串聯諧振。
電路諧振條件是Xc=Xl,即ωL=1/ωC,由此可得電路固有諧振條件為f0=1/(2π√LC)。<BR>阻抗條件:諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0,并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候,串聯電路諧振電流無窮大;并聯電路諧振電壓無窮大(理論值)。或者說:
(1)串聯電路中:總的輸入阻抗的虛部等于零(諧振就是輸出的電壓和電流同相)
(2)并聯電路中:總的輸入導納虛部為零
在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中,電路兩端的電壓與其中電流位相一般是不同的。如果我們調節電路元件(L或C)的參數或電源頻率,可以使它們位相相同,整個電路呈現為純電阻性。電路達到這種狀態稱之為諧振。
在電阻、電感及電容所組成的串聯電路,當容抗XC=感抗XL相等時,即發生串聯諧振,此時電路中的電壓U與電流I的相位相同。電路發生串聯諧振時,電路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,電路中總阻抗最小,電流將達到最大值。
在具有R、L、C元件的正弦交流電路中,電路兩端的電壓與電流一般是不同相的.如果改變電路元件的參數值或調節電源的頻率,可使電路的電壓與電流同相,使電路的阻抗呈現電阻的性質,處在這種狀態下的電路稱為諧振.
根據電路的不同連接形式,諧振現象可分為串聯諧振和并聯諧振.在R、L、C串聯電路中,當電路中的XL=XC時,阻抗角∮=0,即電源電壓和電流同相,這種現象稱為串聯諧振.
(1)諧振發生時,因感抗XL等于容抗XC,所以,阻抗達到最小值,電路呈電阻性.
(2)在電壓U不變的情況下,電路中的電流I達到最大值.
(3)由于諧振時XL=XC,所以UL=UC,而UL和Uc的相位相反,相加時互相抵消,所以電阻上的電壓等于電源電壓.
串聯電路諧振時具有某些特點,了解諧振現象可以利用這些特點,又可防止某些特點所帶來的危害.
RLC諧波濾除裝置就是利用串聯諧振的特點,分別慮除主要各次諧波.在普通無功補償裝置中應避免串聯諧振,這是因為,當串聯諧振發生時,電容元件上的電壓將增高,可能導致電容器絕緣層被擊穿.
但在無線電工程中,利用串聯諧振現象的選擇性和所獲得的較高電壓,可將所需要接收的信號提取出來.
檢舉對LC選頻諧振回路中的品質因數Q,它的定義是:Qo=WoL/r,Wo是回路的諧振頻率,r是電感L的消耗電阻。
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