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串聯(lián)諧振是交流電的諧振

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諧振只能在交流電產(chǎn)生,在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電容抗XC與感抗XL相等時(shí),即XC=XL,電路中的電壓U與電流I的相位相同,電路呈現(xiàn)純性,這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振(也稱為電壓諧振)。當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),電路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,電路中總阻抗最小,電流將達(dá)到最大值。

二、諧振的條件


1、使電容和電感的大小相等。

2、任意調(diào)整交流電的頻率(因?yàn)楫?dāng)頻率變化時(shí),感抗和容抗一個(gè)變大,一個(gè)變小),當(dāng)頻率變大時(shí),感抗變大,容抗變小。

電路諧振會(huì)產(chǎn)生很高的電壓,等離子切割機(jī)的打火電路就是諧振電路。


三、分類

諧振分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。前者存在于L、C串聯(lián)支路,后者存在于L、C并聯(lián)回路。如果串聯(lián)的L、C的電抗值相等,那么又因?yàn)榱鹘?jīng)他們的電流相同,于是它們各自兩端的電壓就正好大小相等,方向相反(即相位差180度),于是整條支路兩端的電壓就為0。這時(shí),整條支路可能有電流(取決于外電路),無(wú)電壓,整體相當(dāng)于一個(gè)零值阻抗。

類似的,如果是并聯(lián)L、C電抗相等,兩端的電壓又相同,流經(jīng)各自的電流就方向相反,這看起來(lái)就是一個(gè)電流在回路里不停的轉(zhuǎn)而流不出去。這是,整個(gè)回路兩端對(duì)于外電路,可能有電壓,無(wú)電流,相當(dāng)于一個(gè)無(wú)窮大阻抗。串連諧振時(shí),如果外加給諧振支路一個(gè)任意小的電壓,按前面的分析,理論上支路上都將有無(wú)窮大的電流;并聯(lián)諧振時(shí),從外電路流入并聯(lián)諧振回路一個(gè)任意小的電流,理論上都將引起回路兩端無(wú)窮大的電壓。這兩種情況,在電力系統(tǒng)中往往是要努力避免的。

在具有R、L、C的正弦中,電路兩端的電壓與一般是不同相的。如果改變電路元件的參數(shù)值或調(diào)節(jié)電源的頻率,可使電路的電壓與電流同相,使電路的阻抗呈現(xiàn)電阻的性質(zhì),處在這種狀態(tài)下的電路稱為諧振。

根據(jù)電路的不同連接形式,諧振現(xiàn)象可分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。

在R、L、C串聯(lián)電路中,當(dāng)電路中的XL=XC時(shí),阻抗角∮=0,即電源電壓和電流同相,這種現(xiàn)象稱為串聯(lián)諧振。


串聯(lián)諧振的特點(diǎn):

(1)諧振發(fā)生時(shí),因感抗XL等于容抗XC,所以,阻抗達(dá)到最小值,電路呈電阻性。

(2)在電壓U不變的情況下,電路中的電流I達(dá)到最大值。

(3)由于諧振時(shí)XL=XC,所以UL=UC,而UL和Uc的相位相反,相加時(shí)互相抵消,所以電阻上的電壓等于電源電壓。

串聯(lián)電路諧振時(shí)具有某些特點(diǎn),了解諧振現(xiàn)象可以利用這些特點(diǎn),又可防止某些特點(diǎn)所帶來(lái)的危害。

LC諧波濾除裝置就是利用串聯(lián)諧振的特點(diǎn),分別慮除主要各次諧波。在普通無(wú)功補(bǔ)償裝置中應(yīng)避免串聯(lián)諧振,這是因?yàn)?,?dāng)串聯(lián)諧振發(fā)生時(shí),電容元件上的電壓將增高,可能導(dǎo)致電容器絕緣層被擊穿。

但在無(wú)線電工程中,利用串聯(lián)諧振現(xiàn)象的選擇性和所獲得的較高電壓,可將所需要接收的信號(hào)提取出來(lái)。

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