串联谐振电路

时间:2023-03-11作者:佚名

谐振:对于任意一个由电阻、电容、电感组成的电路,如果在某种条件下,端口的电压相量 串联谐振电路与电流相量 串联谐振电路同相时,电路的等效阻抗的幅角串联谐振电路,电路是纯电阻性。 这种现象称为 谐振 。

对于任意一个由电阻、电感和电容组成的电路,设该电路输入端口的等效 阻 抗为 串联谐振电路

等效导纳为 串联谐振电路

当等效阻抗的辐角 串联谐振电路 ( 即 串联谐振电路, 串联谐振电路) 时,电路呈 电感性;当 等效组抗 的辐角 串联谐振电路 ( 即 串联谐振电路, 串联谐振电路) 时,电路呈电容性。如果在某种条件下,电路的等效阻抗的辐角 串联谐振电路 ( 即 串联谐振电路, 串联谐振电路) ,则电路成电阻性,这种现象称为谐振。谐振现象被广泛地应用于无线电工程和其它电子技术领域中。以实现有选择地传送信号的目的。为了利用谐振现象而以电感线圈和电容器等部件组成的电路.叫做谐振电路。本节将研究串联谐振电路和并联谐振电路的模型。

串联谐振电路

图1表示一个在正弦电压源激励下的串连谐振电路,激励源的角频率为 串联谐振电路电路的等效阻抗为

串联谐振电路

图 1 串联谐振电路

串联谐振电路

等效阻抗的实部为一常数,其值等于电阻 R ,即

串联谐振电路 ( 1 )

等效阻抗的虚部,即电路的等效电抗

串联谐振电路 ( 2 )

是角频率 串联谐振电路的函数,它随 串联谐振电路变化的规律,即电抗的频率特性.如图 2 所示。

串联谐振电路

图 2电抗的频率特性

当 串联谐振电路时, 串联谐振电路,电路呈电容性。

当 串联谐振电路时, 串联谐振电路,电路呈电感性。

而在 串联谐振电路这个频率下(即 串联谐振电路时)

串联谐振电路 ( 3 )

串联谐振电路

串联谐振电路

等效阻抗的虚部为零,电路呈电阻性。这种状态叫做串联谐振。感抗等于容抗,就是发生串联谐振的条件。

使电路发生串联谐振的角频率 串联谐振电路叫做串联谐振角频率,根据式 (3) ,其值为 串联谐振电路 ( 4 )

串联谐振频率为 串联谐振电路 ( 5 )

串联谐振频率仅仅决定于电路参数 L 和 C 。因此,无论改变频率或改变电容,都可能使电路发生串联谐振。 当电路处于谐振状态时,电路中将出现如下的一些特殊现象。

首先,由于谐振时等效电抗为零,电路的等效阻抗即等于电路中的电阻及其值最小。因此,在一定的电压源激励下,电路中的电流相量

串联谐振电路

其值必为最大,并与激励电压同相。

此外,由于谐振电路的感抗等于容抗 串联谐振电路

电感电压相量 串联谐振电路

与电容电压相量 串联谐振电路

二者大小相等,相角相反,伯使电抗电压相量

串联谐振电路激励电压相量 串联谐振电路

即串联谐振时。电感电压与电容电压相互抵消,激励电压全部降落在电阻上;

图3 所示相量图表明了串联谐振状态下电路中的电流及各元件电压间的上述关系。显然,如果谐振时彼此相等的感抗 ( 串联谐振电路) 和容抗( 串联谐振电路) 远大于电阻 (R) ,则谐振叫彼此相等的电感电压有效值( 串联谐振电路)和 电存电压行效值 ( 串联谐振电路)也必定远大于激励电压有效值 ( 串联谐振电路) 。

串联谐振电路

最后,再从能量的角度束分析。因为通过彼此串联的电感和电容的电流相同,并且在串联谐振时,电感电压与电容电压大小相等,相角相反,故电感和电容吸收等值异号的无功功率,致使全电路吸收的无功功率为零 [ 从功率因数角 串联谐振电路也可看出 。这就表明,虽然电场能量和磁场 图3 串联谐振状态下的相量图能量都在不断变化,但此 增彼减 。互相彻底补偿。也就是说。有一部分能量在电场与磁场之间振荡,而全电路电磁场能量的总和保持不变,激励源供给电路的能量全部转化为电阻发热损耗的能量。

为了维持谐振电路中的电磁振荡.激励 源必须 不断供给能量以补偿电路中电阻损耗的能量,和谐振电路所储存的电磁场总能量相比,每振荡一次电路消耗的能量愈少,即维持一定能量的振荡所需功率愈小,则谐振电路的 “ 品质 ” 愈好。为了定量地描述谐振电路的这 品质,定义谐振电路的品质因数为

串联谐振电路 ( 6 )

根据上面的分析,当电路处于谐振状态时,电路中的电场能量与磁场能量相互转化,完全补偿,任意瞬时电磁场能量的总和恒定不变,其值应等于彼此相等的电场能量的极大值与磁场能量的极大值

串联谐振电路

故串联谐振电路的品质因数又可表示为

串联谐振电路

将谐振时电路冲彼此相等的感抗与容抗定义为谐振电路的特性电阻,用符号

串联谐振电路表示,即 串联谐振电路 ( 7 )

则串连谐振电路的品质因数为 串联谐振电路 ( 8 )

这就是说,将串联谐振电路的品质因数用电路参数表示时,其值等于特性阻抗与电阻之比。 对式 (7—2—8) 右端分子分母同乘以谐振电流有效值 串联谐振电路,则得

串联谐振电路 ( 9 )

可见.品质因数又等于谐振时电感电压 ( 或电容电压 ) 有效值与激励电压有效值相比的倍数。无线电工程中利用串联谐振的白的,就是为了使微弱的激励信号电压通过串联谐振,得以在电容或电感上产生比激励电压高若干倍的响应电压。电路的 Q 值愈高、谐振时电容电压或电感电压所能达到的激励电压的倍数愈大.则此谐振电路的 “ 品质 ” 就愈好。这是对品质因数中 “ 品质 ” 二字的又一解释。

相关阅读

面向电源电路的MLCC解决方案

在车载领域,车载ADAS ECU和自动驾驶ECU等需要高级图像处理系统的CPU和FPGA,随着系统的高性能化和高功能化,需要高速运行和大电流驱动。另外,在ICT领域,服务器等需要大功率的成套...
2023-04-11
面向电源电路的MLCC解决方案

空开怎么根据功率选型?计算公式 + 暖通设备电气现场实操

图1:配电箱空开实物图 一、核心公式(单相 220V / 三相 380V,暖通水泵、风机通用) 先记住:空开选型,先算电流,再选空开额定电流,不能直接按功率选空开。 1、单相 220V(照明、小设备...
2026-10-22
空开怎么根据功率选型?计算公式 + 暖通设备电气现场实操

欢迎大家指正(建筑水电安装经验总结)

材料方面 水电安装材料分为主材和辅材,供货方式有甲供、甲定乙供和乙供;甲供材料一般为:电线、电缆、PVC电工套管及配件、桥架、配电箱、给水管材及管件、排水管材及管件、潜...
2023-06-11

指针万用表使用前的准备工作有哪些

  指针万用表 在使用前,需要安装电池、进行机械调零和安插表笔。    1.安装电池   在使用万用表前,需要给万用表安装电池,若不安装电池,电阻档和晶体管放大倍数档将无...
2023-06-27
指针万用表使用前的准备工作有哪些

2018上半年彩电市场“量增额降” 继续艰难前行

走过“寒冬”般低迷的2107年,随着上游面板成本压力缓解,2018年彩电市场迎来“复苏”似乎情理之中。根据捷孚凯(GfK中国)全国零售监测数据显示,2018年1月-5月中国平板电视市场零售...
2023-06-11
2018上半年彩电市场“量增额降” 继续艰难前行

热销商品

德国进口雅马哈风力灭火机大功率手提森林灭火器落叶工地吹雪机汽

德国进口雅马哈风力灭火机是一款高效、可靠的森林灭火和清理设备。它拥有大功率风机,能够迅速吹散落叶、杂草和积雪,有效清理工地和森林地面。这款灭火机采用先进技...
¥ 692.5

公牛开关插座面板全屋定制全屋配齐家装报价单官方正品付款链接Q9

公牛开关插座面板,为您的全屋定制家装提供一站式解决方案。我们提供全屋配齐的家装报价单,确保您的家装项目完美无缺。所有产品均为官方正品,品质保证,让您用得放心。...
¥ 1

3M自粘橡胶条高硬度耐压实心幕墙玻璃舞台搭建货架专用减震密封条

3M自粘橡胶条是一款专为高要求工业及建筑场景设计的高性能密封减震材料,采用高硬度实心橡胶材质,具备优异的耐压性、抗老化性和持久弹性。其独特的自粘背胶设计,安装...
¥ 1.6

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

电位器旋钮电流调节螺帽直流逆变电焊机二保焊送丝机通用旋钮B102

电位器旋钮电流调节螺帽适用于直流逆变电焊机和二保焊送丝机,是一款通用的旋钮B102。该旋钮采用优质材料制造,具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,能够长时间稳定运行...
¥ 0.7

网站栏目