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串聯諧振的特點

生活 更新时间:2024-08-05 22:09:30

該内容轉載自筆談電氣

看這個電路,如圖∶

串聯諧振的特點(講講串聯諧振)1

在這個電路中,若電源頻率滿足一定條件,使得輸入電壓與電流同相位,那麼,整個電路将呈現純阻性,這時,整個電路将出現諧振現象,此時的這個電路也稱之為諧振電路。

剛才提到,若要達到諧振的目的,對電源頻率是有要求的,那麼,這個頻率如何來确定哪?

上篇中提到複阻抗這個概念,Z=R j(XL-Xc),在這個式子當中,若XL-Xc=0,那麼這個複數就隻剩下了實部R,虛部就不存在了,這就滿足了整個電路呈現純阻性的條件。

XL-Xc=0,則XL=Xc,那麼,ωL=1/ωc,即2πfL=1/2πfc,由此式可得∶f=1/2π√Lc,這就是串聯電路當中諧振頻率。知道串聯電路滿足這個條件,電路就會出現諧振現象。

串聯諧振的特點(講講串聯諧振)2

再接着分析一下這個電路,在串聯諧振電路中,無功功率Q是等于0的,因為此時,電容存儲的電場能恰巧能夠滿足電感所要消耗的無功,它們之間屬于一種互為補償的關系。

諧振有強弱和大小之分,若電感和電容兩端的無功比較大,那麼,電阻的有功則會比較小。在諧振狀态下,隻是QL=Qc,QL-Qc=0,但絕不是QL=Qc=0,不管是電感的無功QL,還是電容的無功Qc,它們都是實實在在存在的,隻是相互抵消了而已。諧振的大小強弱就用Q/P來表示,就是電感或電容的無功與電阻有功的比值,這個值就是日常所說的品質因數Qr,這個值越大,說明諧振越強,反之則越弱。

串聯諧振的特點(講講串聯諧振)3

在串聯諧振電路中,由于QL=Qc,則有UL=Uc,也就是說,在串聯諧振電路中,電感與電容兩端的電壓始終是相等的,這也是串聯諧振稱之為電壓諧振的原因。

由于串聯諧振的出現,使得電源電壓可能會升高不少,這取決于品質因數的大小。由于品質因數Qr=Q/P=I²XL/I²R=UL/U,或Qr=Uc/U,若Qr大于1,那麼,電源電壓則會被放大Qr倍。

串聯諧振的特點(講講串聯諧振)4

有一種試驗設備叫串聯諧振耐壓試驗儀,它本身就是電感與電容的組合,使之産生諧振電壓,使輸出電壓升高至Qr倍,使得交流試驗電壓得到提升,但電流卻得到了有效的控制,對大功率試品而言,解決了交流耐壓試驗的難題。

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