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串聯諧振試驗裝置的工作原理

圖文 更新时间:2025-01-24 19:11:10

串聯諧振試驗裝置的工作原理?  在串聯RLC電路中,當電感器的電感電抗與電容器的電容電抗值相等時,就會出現一個頻率點換句話說,XL=XC發生這種情況的點稱為電路的共振頻率點(r),當我們分析串聯RLC電路時,該共振頻率産生串聯共振  串聯諧振電路是電氣和電子電路中最重要的電路之一它們可以以各種形式存在,例如在交流電源濾波器、噪聲濾波器中,也可以在無線電和電視調諧電路中找到,這些電路産生一個非常有選擇性的調諧電路,用于接收不同的頻道考慮下面的簡單串聯RLC電路  串聯RLC電路,我來為大家講解一下關于串聯諧振試驗裝置的工作原理?跟着小編一起來看一看吧!

串聯諧振試驗裝置的工作原理(串聯諧振測試儀的原理是什麼)1

串聯諧振試驗裝置的工作原理

  在串聯RLC電路中,當電感器的電感電抗與電容器的電容電抗值相等時,就會出現一個頻率點。換句話說,XL=XC。發生這種情況的點稱為電路的共振頻率點(r),當我們分析串聯RLC電路時,該共振頻率産生串聯共振。

  串聯諧振電路是電氣和電子電路中最重要的電路之一。它們可以以各種形式存在,例如在交流電源濾波器、噪聲濾波器中,也可以在無線電和電視調諧電路中找到,這些電路産生一個非常有選擇性的調諧電路,用于接收不同的頻道。考慮下面的簡單串聯RLC電路。

  串聯RLC電路

  串聯rlc諧振電路

  首先,讓我們定義一下我們已經知道的RLC串聯電路。

  串聯電路特性




  根據上述感應電抗方程,如果頻率或電感增加,則電感器的總感應電抗值也會增加。當頻率接近無窮大時,電感器的電抗也會朝無窮大方向增加,電路元件的動作就像開路一樣。

  然而,當頻率接近零或直流時,電感器的電抗将降至零,從而産生與短路相反的效果。這意味着感應電抗與頻率“成比例”,在低頻時小,在高頻時高,這在以下曲線中得到了證明:

頻率感應電抗


 



  感應電抗與頻率的關系曲線是一條直線。電感器的感應電抗值随着其上的頻率增加而線性增加。因此,感應電抗為正,與頻率(XL)成正比∝?)

  上述容性電抗公式也是如此,但相反。如果頻率或電容增加,則總電容電抗将降低。當頻率接近無窮大時,電容器的電抗将幾乎降至零,從而使電路元件像0Ω的完美導體一樣工作。

  但當頻率接近零或直流電平時,電容器的電抗将迅速增加到無窮大,使其像一個非常大的電阻,變得更像一個開路狀态。這意味着對于任何給定的電容值,電容電抗與頻率“成反比”,如下所示:

  對頻率的電容電抗


  



  容性電抗對頻率的曲線是一條雙曲線。電容器的電抗值在低頻時有一個非常高的值,但随着其上的頻率增加,電抗值會迅速降低。因此,容性電抗為負值,與頻率(XC)成反比∝?-1)

  我們可以看到,這些電阻的值取決于電源的頻率。在較高頻率下,XL較高,而在較低頻率下,XC較高。然後必須有一個頻率點,如果XL的值與XC的值相同,則存在。

  如果我們現在将電感電抗曲線放在電容電抗曲線的頂部,使兩條曲線位于相同的軸上,則交點将給出串聯諧振頻率點(fr或ωr),如下所示。

串聯諧振頻率




  公式中:fr表示赫茲,L表示亨利,C表示法拉。

  當兩個電抗的作用相反且相等,當XL=XC時,交流電路中會發生電諧振。上圖中發生這種情況的點是兩條電抗曲線相互交叉。

  在串聯諧振電路中,諧振頻率fr點可計算如下。

  串聯rlc共振方程


  我們可以看到,在諧振時,從數學上講,兩個電抗相互抵消為XL–XC=0.這使得串聯LC組合充當短路,在串聯諧振電路中電流流動的唯一阻力是電阻R。

  在複數形式中,諧振頻率是串聯RLC電路的總阻抗變成純阻抗時的頻率“真實”即沒有虛阻抗的存在。這是因為在共振時它們被抵消了。因此,串聯電路的總阻抗就變成了電阻值,因此:Z=R。

  那麼在諧振時,串聯電路的阻抗處于其最小值,并且僅等于電阻,稀有電路的。諧振時的電路阻抗被稱為電路的“動态阻抗”,XC(通常在高頻下)或XL(通常在低頻)将主導諧振的任一側,如下所示。

  請注意,當容性電抗在電路中占主導地位時,阻抗曲線本身呈雙曲線形狀,但當感性電抗在電路中占主導地位時,由于的線性響應,曲線是非對稱的XL。

  您可能還注意到,如果諧振時電路阻抗最小,則電路導納必須處于其最大值,串聯諧振電路的特征之一是導納非常高。但這可能是一件壞事,因為諧振時非常低的電阻值意味着流經電路的電流可能會高得危險。

  我們還記得上一講串聯RLC電路時,串聯組合兩端的電壓是下式的相量和V稀有,VL和VC。

  然後,如果諧振時兩個電抗相等并抵消,則兩個電壓代表VL和VC值也必須相反和相等,從而相互抵消,因為純分量的相量電壓為 90°o和-90度o分别是。

  然後在一個串聯共振電路組件VL=-VC由此産生的無功電壓為零,所有電源電壓都通過電阻下降。因此,V稀有=V供給正是由于這個原因,串聯諧振電路被稱為電壓諧振電路,(與作為電流諧振電路的并聯諧振電路相反)。

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