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串联谐振电路的基础
2021-03-07

当电容器和电感器(线圈)并联或串联时,会形成谐振电路,这两个电路元件将阻止或通过潜水员混音中的单个特定频率,由于这个原因,谐振电路使无线电和电视的发送和接收成为可能,并执行许多其他有用的任务。


电容器和线圈具有共同的特性,即它们都能够存储电能,当将电压施加到电容器C的极板上时,会在分隔两个极板的薄介电层中建立静电荷,如果负载连接到电容器的引线,则电容器通过电路的时间常数决定的速率通过负载放电,该时间常数取决于电阻和电容。


电感器L也能够存储电能,然后通过负载将其耗散,机制不同,当电压施加到线圈(或任何导体,总是具有一定程度的电感)时,在周围空间中会形成磁场,建立磁场的动作需要能量,该能量存储在磁场中,而不是像电阻性负载那样以热的形式耗散。如果电感器现在连接到负载,则磁场会崩溃,其能量会释放到电路中。


串联谐振


在并联LC谐振电路中,阻抗在谐振频率处最大,因此此时电流最小,在串联谐振LC谐振电路中,在谐振频率下阻抗最小,因此此时电流最大,这些LC电路中的任何一个都可以置于并联或串联配置中,以产生带通或带阻,因此,谐振谐振电路可以用于传递或调出任何期望的信号,如果查看串联谐振电路输出的图形,将会看到振幅(Y轴)相对于频率(X轴)的峰值或谷值,这是傅立叶变换众所周知的频域,该曲线的清晰度与电路的Q(质量)相对应,但请记住,曲线的外观也将取决于图形的缩放比例。


为了使谐振电路工作,也就是说,使其处于谐振状态,电感电抗和电容电抗必须相等,只要它们相同,它们可以具有任何实用价值,随着频率增加,电容电抗变低,电感电抗变高,由于这个原因,这些值在一个特定频率下将相等,这就是谐振频率。


在将能量脉冲注入到谐振电路中之后,该能量以静电荷的形式交替存储在电容器中,并以电感器周围的磁场存储,连接到电容器极板的示波器将显示正弦波,理想情况下,谐振电路会无限期地响起,但在现实世界中,少量的电阻会导致输出逐渐减小到零,在示波器显示器中看到的波形称为阻尼波,这种情况通常在自然界和电子电路中都会出现。


如果将电能连续地馈入电路,则存在称为振荡的情况,振荡器是几乎所有现代广播和电视设备中所用超外差的基本组成部分,随后的文章将讨论振荡器在各种电气设备中的一些品种和用途。

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