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解析串聯(lián)諧振是怎么諧振的及其原理

發(fā)布時(shí)間:2018-10-17 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】諧振電路在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中,電路兩端的電壓與其中電流位相一般是不同的。如果我們調(diào)節(jié)電路元件(L或C)的參數(shù)或電源頻率,可以使它們位相相同,整個(gè)電路呈現(xiàn)為純電阻性。
 
諧振電路在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中,電路兩端的電壓與其中電流位相一般是不同的。如果我們調(diào)節(jié)電路元件(L或C)的參數(shù)或電源頻率,可以使它們位相相同,整個(gè)電路呈現(xiàn)為純電阻性。電路達(dá)到這種狀態(tài)稱之為諧振。在諧振狀態(tài)下,電路的總阻抗達(dá)到極值或近似達(dá)到極值。研究諧振的目的就是要認(rèn)識(shí)這種客觀現(xiàn)象,并在科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)上充分利用諧振的特征,同時(shí)又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。按電路聯(lián)接的不同,有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種。
 
串聯(lián)諧振時(shí),電感電壓與電容電壓等值異號(hào),即電感電容吸收等值異號(hào)的無(wú)功功率,使電路吸收的無(wú)功功率為0;電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量都在不斷變化,但此增彼減,互相補(bǔ)償,這部分能量在電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間振蕩,全電路電磁場(chǎng)能量總和不變 ;激勵(lì)供給電路的能量全轉(zhuǎn)化為電阻發(fā)熱。為了維持振蕩,激勵(lì)必須不斷供給能量補(bǔ)償電阻的發(fā)熱消耗,與電路中總的電磁場(chǎng)能量相比每振蕩一次電路消耗的能量越少,電路的品質(zhì)越好。
 
串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振電路的原理
 
隨著各個(gè)地方電纜的交流試驗(yàn)規(guī)程的不斷建立和電力系統(tǒng)大容量試品的增多,串聯(lián)諧振電源電源在電力系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,要求我們對(duì)串聯(lián)諧振的認(rèn)識(shí)不斷深入,我們將對(duì)串聯(lián)諧振的原理和串聯(lián)諧振電源在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用和大家一起展開討論。
 
串聯(lián)諧振的原理
 
先說(shuō)諧振的產(chǎn)生,諧振是有R、L、C元件組成的電路在一定條件下的一種特殊現(xiàn)象,我們先帶領(lǐng)大家一起來(lái)分析R、L、C串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件和諧振時(shí)電路的特征,如圖1所示,R、L、C串聯(lián)電路在正弦電壓∪的作用下:其復(fù)阻抗為:
 
解析串聯(lián)諧振是怎么諧振的及其原理
 
解析串聯(lián)諧振是怎么諧振的及其原理
 
式中,電抗X=X1-Xc是角頻率w的函數(shù),X隨w變化的情況如圖2所示,當(dāng)w從零開始向∞變化時(shí),X從-∞向+∞變化,在w《w0時(shí),X《0時(shí),電路為容性,在w》W0時(shí),X》0時(shí),電路為感性,在w=W0時(shí),此時(shí),電路阻抗Z(w0)=R為純電阻,電壓和電流同相,我們將電路此時(shí)的工作狀態(tài)稱為諧振,由于這種諧振發(fā)生在RLC串聯(lián)電路中,我們又可以稱為串聯(lián)諧振,串聯(lián)諧振電路等,公式1就是串聯(lián)電路發(fā)生的諧振條件, 由此可得諧振角頻率w。如下圖:
 
解析串聯(lián)諧振是怎么諧振的及其原理
 
諧振頻率為
 
解析串聯(lián)諧振是怎么諧振的及其原理

由此可見(jiàn),串聯(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數(shù)l,C決定的,與外部條件無(wú)關(guān),當(dāng)電源一定時(shí),可以調(diào)節(jié)L,C使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧振。
 
 
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