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昨天給大家分享了關于串聯諧振的文章,今天給大家分享關于并聯諧振的文章。(私信我的那個朋友,記得準備來看)
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串聯諧振是怎麼工作的?案例 公式,幾分鐘,一文帶你搞定
這篇文章主要是并聯諧振電路工作原理講解、并聯諧振計算公式、并聯諧振與串聯諧振的區别
并聯諧振電路在很多方面,并聯諧振電路與串聯諧振電路都相同,兩個電路都是三元網絡,包含兩個電抗元件,成為二階電路,都受到電源頻率變化的影響,并且都有一個頻率點,其中兩個電抗元件相互抵消,從而影響電路的特性。
并聯諧振和串聯諧振的區别:并聯諧振電路手流經并聯LC諧振電路中每個并聯支路的影響。儲能電路是L和C的并聯組合,用于濾波器網絡以選擇或抑制 AC 頻率。如下圖所示,為典型的并聯諧振電路。
并聯諧振電路圖
并聯諧振計算公式如下所示:
并聯諧振計算公式
并聯諧振計算公式
并聯諧振電路工作原理當通過并聯組合的合成電流與電源電壓同相時,包含電阻R、電感L和電容C的并聯電路将産生并聯諧振(也稱為反諧振)電路。在諧振時,由于振蕩的能量,電感和電容之間會産生很大的循環電流,然後并聯電路會産生電流諧振。
并聯諧振電路将電路能量存儲在電感的磁場和電容的電場中。這種能量在電感和電容之間不斷地來回傳輸,從而導緻從電源汲取的電流和能量為零。
這是因為I L和I C的相應瞬時值将始終相等且相反,因此從電源汲取的電流是這兩個電流和流入I R的電流的矢量相加。
并聯諧振電路
并聯諧振電路工作原理講解我們知道并聯諧振電路中所有分支的電源電壓都是公共的,因此可以将其作為參考量。
每個并聯之路像串聯電路一樣單獨對待,并聯電路的總共工電流就是各個分支電流的矢量相加。
我們可以計算每個分支中的電流,然後将它們相加或計算每個分支的導納以找到總電流。
在串聯諧振電路中,當V L = -V C時會發生諧振,這種情況發生在兩個電抗相等時,即X L = X C。并聯諧振電路的導納為:
當 X L = X C 并且 Y 的虛部變為零時,就會發生共振。然後:
在諧振時,并聯電路産生與串聯諧振電路相同的方程。因此,電感或電容是并聯還是串聯沒有區别。
在諧振時,并聯LC諧振電路就像一個開路,電路電流僅由電阻R決定。因此,諧振時并聯諧振電路的總阻抗變為電路中的電阻值,并且 Z = R ,如下圖所示。
并聯諧振電路圖
在諧振時,并聯電路的阻抗處于最大值,等于電路的電阻,從而形成高電阻低電流的電路條件。同樣在諧振時,由于電路的阻抗現在隻是電阻的阻抗,因此總電路電流 I 将與電源電壓V S “同相” 。
我們可以通過改變這個電阻的值來改變電路的頻率響應。如果L和C都保持不變,則改變R的值會影響諧振時流過電路的電流量。那麼諧振時電路的阻抗Z = R MAX稱為電路的“動态阻抗”。
并聯諧振計算公式示例一個并聯諧振網絡由一個 60Ω 的電阻、一個 120uF 的電容和一個 200mH 的電感組成,連接在一個正弦電源電壓上,該電源電壓在所有頻率下都具有 100 V的恒定輸出。計算諧振頻率、電路的品質因數和帶寬、諧振時的電路電流和電流放大倍數。
并聯諧振電路圖
1、諧振頻率,ƒ r
并聯諧振計算公式--諧振頻率
2、諧振時的感抗,X L
并聯諧振計算公式--感抗
3、品質因數,Q
并聯諧振計算公式--品質因數
4、帶寬,BW
并聯諧振計算公式--帶寬
5、上下-3dB頻率點, ƒH和ƒL
并聯諧振頻率
6、諧振電路電流,I T
在諧振時,電路的動态阻抗等于R
并聯諧振計算公式---電路電流
7、電流放大倍率,I mag
并聯諧振計算公式--電流放大倍率
諧振時從電源汲取的電流(電阻電流)僅為 1.67 安培,而流經 LC 諧振電路的電流更大,為 2.45 安培。我們可以通過計算諧振時流過電感(或電容)的電流來檢查這個值。
并聯諧振計算公式
并聯諧振電路分析--阻抗并聯電路阻抗在諧振時達到最大值,則電路導納必須處于最小值,并且并聯諧振電路的特性之一是導納非常低,限制了電路電流。
與串聯諧振電路不同,并聯諧振電路中的電阻對電路帶寬具有阻尼作用,從而降低了電路的選擇性。
并聯諧振電路阻抗圖
由于電路電流對于任何阻抗值Z都是恒定的,因此并聯諧振電路兩端的電壓将具有與總阻抗相同的形狀,并且對于并聯電路,電壓波形通常取自電容兩端。
在諧振頻率ƒ r處,電路的導納處于其最小值并且等于由 1/R 給出的電導 G ,因為在并聯諧振電路中導納的虛部,即電納B為零。
并聯諧振電路分析--共振時的電納從下圖可以看出,電感電納B L與雙曲線所表示的頻率成反比。電容電納B C與頻率成正比,因此用直線表示。最後的曲線顯示了并聯諧振電路的總電納與頻率的關系圖,是兩個電納之間的差。
我們可以看到,在諧振頻率點,如果它穿過水平軸,則總電路電納為零。在諧振頻率點以下,電感電納主導電路,産生“滞後”功率因數,而在諧振頻率點以上,電容電納主導電路,産生“超前”功率因數。
并聯諧振電路電納圖
在諧振頻率下,ƒr從電源汲取的電流必須與施加的電壓“同相”,因為并聯電路中實際上隻有電阻,因此功率因數變為 1 或單位,( θ = 0 o )。
此外,由于并聯電路的阻抗随頻率而變化,這使得電路阻抗“動态”,諧振時的電流與電壓同相,因為電路的阻抗充當電阻。然後我們看到,諧振時并聯電路的阻抗等效于電阻值,因此該值必須代表電路的最大動态阻抗(Z d),如上圖所示。
并聯諧振計算公式--電納
并聯諧振電路分析--并聯諧振電路中的電流由于在諧振頻率處總電納為零,導納處于最小值且等于電導G。因此,在諧振時,流過電路的電流也必須處于其最小值,因為電感和電容支路電流相等( I L = I C )并且異相 180 o 。
又因在并聯 RLC 電路中流動的總電流等于各個支路電流的矢量和,對于給定頻率,計算公式為:
并聯諧振計算公式--電流
在諧振時,電流I L和I C相等并且相互抵消,使淨無功電流為零。然後在共振時,上述方程變為下面這個公式:
并聯諧計算公司--電流
并聯諧振電路分析--諧振時的并聯電路電流由于流過并聯諧振電路的電流是電壓除以阻抗的乘積,因此在諧振時阻抗Z處于最大值 ( =R )。因此,該頻率下的電路電流将處于其最小值V/R并且并聯諧振電路的電流與頻率的關系圖如下所示:
根據圖可以看到流過電感L和電容C儲能電路的電流幅度可能會比電源電流大很多倍。
并聯諧振電路--電路電流
由于并聯諧振電路僅在諧振頻率上起作用,并聯諧振電路也稱為抑制電路,因為在諧振時,電路的阻抗處于最大值,從而抑制或抑制頻率等于其諧振頻率的電流。并聯電路中的諧振效應也稱為“電流諧振”。
并聯諧振電路分析--并聯諧振電路的帶寬和品質因數并聯諧振電路的帶寬以與串聯諧振電路完全相同的方式定義。上限和下限截止頻率如下:ƒ上限和ƒ下限分别表示半功率頻率,其中電路中消耗的功率是在諧振頻率0.5( I 2 R )下消耗的全功率的一半。
并聯諧振電路--帶寬和品質因數
與串聯電路一樣,如果諧振頻率保持恒定,品質因數Q的增加将導緻帶寬降低,同樣,品質因數的降低将導緻帶寬增加,定義如下:
BW = ƒ r /Q 或 BW = ƒ上- ƒ下
同樣改變電感 L 和電容器 C 之間的比率或電阻值R帶寬,因此電路的頻率響應将在固定諧振頻率下發生變化。
并聯諧振電路的選擇性或Q 因子通常定義為循環支路電流與電源電流的比值,并聯諧振品質因數計算如下:
并聯諧振計算公式--品質因數
并聯諧振電路的 Q 因子是串聯電路 Q 因子表達式的倒數。同樣在串聯諧振電路中,Q 因子給出了電路的電壓放大倍數,而在并聯電路中,它給出了電流放大倍數。
并聯諧振與串聯諧振的區别
并聯諧振與串聯諧振的區别圖
以上就是關于并聯諧振電路的一些知識分享,創作不易,希望能夠多多支持我。
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