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详解串联谐振和并联谐振的区别以及公式和用途
2021-09-02

串联谐振和并联谐振的区别以及公式和用途


    1、串联谐振

在电阻、电容、电感串联电路中,出现电源、电压、电流同相位现象,叫做串联谐振,其特点是:电路呈纯电阻性,电源、电压和电流同相位,电抗X等于0,阻抗Z等于电阻R,此时电路的阻抗最小,电流最大,在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压,因此串联谐振也称电压谐振, 


串联谐振



2、并联谐振

谐振电压与原电压叠加,并联谐振:在电阻、电容、电感并联电路中,出现电路端电压和总电流同相位的现象,叫做并联谐振,其特点是:并联谐振是一种完全的补偿,电源无需提供无功功率,只提供电阻所需要的有功功率,谐振时,电路的总电流最小,而支路电流往往大于电路中的总电流,因此,并联谐振也叫电流谐振。

串联谐振装置就用运用串联谐振原理设计的最新型交流耐压试验设备,一套串联谐振耐压试验设备,可兼顾电力变压器、交联电缆、开关柜、电动机、发电机、GIS和SF6开关、母线、套管、CT、PT等试品的交流耐压试验,是全能型的交流耐压设备,


对于理想的L、C元件,串联谐振发生时,L、C元件上的电压大小相等、方向相反,总电压等于0(谐振阻抗为零),而并联谐振发生时,L、C元件中的电流大小相等、方向相反,总电流等于0(谐振阻抗为无穷大),故有如题的称呼。

无论是串联还是并联谐振,在谐振发生时,L、C之间都实现了完全的能量交换,即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容。而在另一时刻电容放电,又转换成磁能由电感储存。

串联谐振电路中,由于串联——L、C流过同一个电流,因此能量的交换以电压极性的变化进行。在并联电路中,L、C两端是同一个电压,故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。

谐振时电感和电容还是两个元件,否则不能进行能量交换。但从等效阻抗的角度,是变成了一个元件:数值为零或无穷大的电阻,


串联谐振及并联谐振公式


串联谐振时电路的阻抗虚部等于0,Z=R+jX,X=0,Z=R所以I=U/Z=U/R

并联谐振时电路的导纳虚部等于0,Y=G+jB,B=0,Y=G=1/R,所以U=I/Y=IR

1、谐振定义:电路中L、C 两组件之能量相等,当能量由电路中某一电抗组件释出时,且另一电抗组件必吸收相同之能量,即此两电抗组件间会产生一能量脉动。

2、电路欲产生谐振,必须具备有电感器L及电容器C 两组件。

3、谐振时其所对应之频率为谐振频率(resonance),或称共振频率,以f r 表示之。

4、串联谐振电路之条件如下:

当Q=Q ⇒I2XL = I2 XC 也就是XL =XC 时,为R-L-C 串联电路产生谐振之条件。

5、无论是串联还是并联谐振,在谐振发生时,L、C之间都实现了完全的能量交换,即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容。而在另一时刻电容放电,又转换成磁能由电感储存,


6、在串联谐振电路中,由于串联——L、C流过同一个电流,因此能量的交换以电压极性的变化进行。在并联电路中,L、C两端是同一个电压,故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。

7、谐振时电感和电容还是两个元件,否则不能进行能量交换。但从等效阻抗的角度,是变成了一个元件:数值为零或无穷大的电阻。

谐振电路都有一个特点,容抗等于感抗,电路呈阻性那么就有ωL=1/ωC,因为LC都是有知条件,那么可以把谐振的频率点算出来品质因数Q=ωL/R,所谓品质因数如果为28,那么并联的谐振电路就是电流减少了28倍;如果是串联的谐振电路,那么就是电压增加了28倍.那么现在串联谐振点下的电压为施加的电压乘以品质因数如果已知条件告诉你的施加电压为峰值,那么就直接相乘;如果已知条件告诉你的施加电压为有效值,那么还需要将算出来的电压再乘以1.414得出峰值。


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