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谐振作用及其电路中的特性

时间:2021-12-21 阅读:

特高压电力旗下的串联谐振可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。

串联谐振的电路是何原理?(图1)

指在交流RLC电路中,电压或电流为最大值时,称之为谐振。即电感与电容各自的电抗互相抵消,电源所提供的功率都落在电阻上。谐振电路常应用在无线电与无线通信。

在物理学里,有一个概念叫共振:当策动力的频率和系统的固有频率相等时,系统受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思:当电路中激励的频率等于电路的固有频率时,电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上,共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。

由电感L和电容C组成的,可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路,统称为谐振电路。在电子和无线电工程中,经常要从许多电信号中选取出我们所需要的电信号,而同时把我们不需要的电信号加以抑制或滤出,为此就需要有一个选择电路,即谐振电路。另一方面,在电力工程中,有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害,例如过电压或过电流。所以,对谐振电路的研究,无论是从利用方面,或是从限制其危害方面来看,都有重要意义。

作用

收音机利用的就是谐振现象。转动收音机的旋钮时,就是在变动里边的电路的固有频率。忽然,在某一点,电路的频率和空气中原来不可见的电磁波的频率相等起来,于是,它们发生了谐振。远方的声音从收音机中传出来。这声音是谐振的产物。

谐振电路都有一个特点,容抗等于感抗,电路呈阻性那么就有ωL=1/ωC,因为LC都是有知条件,那么可以把谐振的频率点算出来品质因数Q=ωL/R,所谓品质因数如果为28,那么并联的谐振电路就是电流减少了28倍;如果是串联的谐振电路,那么就是电压增加了28倍。那么现在串联谐振点下的电压为施加的电压乘以品质因数如果已知条件告诉你的施加电压为峰值,那么就直接相乘;如果已知条件告诉你的施加电压为有效值,那么还需要将算出来的电压再乘以1.414得出峰值。

谐振时电路的特性

1、谐振阻抗Z0为纯电阻,其值为最小,即Z0=R。

2、电流与电源电压同相位,即φ=ψu-ψi=0。

3、电流的模达到最大值,即I=I0=US/R0 ,I0称为谐振电流。

4、L和C两端均可能出现高电压,即

UL0=I0XL0=US/R XL0=QUS

UC0=I0XC0=US/R XC0=QUS

可见当Q?1时,即有UL0=UCO?US,故串联谐振又称为电压谐振。这种出现高电压的现象,在无线电和电子工程中极为有用,但在电力工程中却表现为有害,应予以防止。


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