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电路发生串联谐振现象后会有哪些特性
2021-11-13

电路发生串联谐振现象后会有哪些特性


1,电流与电压相位相同,电路呈电阻性。


2,串联阻抗最小,电流最大:这时Z=R,则I=U/R。


3,电感端电压与电容端电压大小相等,相位相反,互相补偿,电阻端 电压等于电源电压。


串联谐振


4,谐振时电感(电容)端电压与电源电压的比值称为品质因数Q,也等于感抗(或容抗)和电阻的比值,当Q>;1时,L和C上的电压远大于电源电压(类似于共振),这称为串联谐振,常用于信号电压的放大;但在供电电路中串联谐振应该避免。


① 从定义上看可以通过判断串联回路电抗时候为零来判断。


② 在实验中可以通过改变信号源频率,使总阻抗达到最小,此时电路发生谐振。


测试方案:


① 改变L、C的数值,测电路中的电流,达到最大值时即为谐振点。


② 改变L、C的数值,同时测电路中的Ul和Uc,当Ul=Uc时,就为谐振点。


③ 改变L、C的数值,测电路中的Ur,当Ur=Ui时就为谐振点。


对于包含电容和电感及电阻元件的无源一端口网络,其端口可能呈现容性、感性及电阻性,当电路端口的电压U和电流I,出现同相位,电路呈电阻性时,称之为谐振现象,这样的电路,称之为谐振电路。


谐振的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换,此增彼减,完全补偿,电场能和磁场能的总和时刻保持不变,电源不必与电容或电感往返转换能量,只需供给电路中电阻所消耗的电能。


谐振电路在无线电技术、广播电视技术中有着广泛的应用,各种无线电装置、设备、测量仪器等都不可缺少谐振电路,这种电路的显著特点就是它具有选频能力,它可以将有用的频率成分保留下来,而将无用的频率成分滤除,比如收音机、电视机。


收音机的天线会同时接收多个电台发射的不同载波的广播节目,改变谐振电路的谐振频率,使其谐振在所需要接收台的载频上,从而选择出所接收台的广播信号,而滤除掉除此之外的其他台及外来的无用信号,这就完成了选台,电视机的选台也是这样。


在我们研究动态电路它的相关特性时,我们会应用到串联谐振(别称变频串联谐振试验装置)它的相关应用,动态电路也就是存在着动态元件的电路,这些动态元件一般我们通常使用的都是电容和电感,或者是互感器这些软件,它们进行串联时,会因为一些特殊的条件而发生串联谐振具体的发生串联谐振后会产生什么样的特殊现象呢?下面来简单介绍一下。


首先第一点就是在这样电路实验装置中,电压与电流的相位会产生一致的现象,此时的电路我们称为纯阻性电路这种电路比较特殊,它相当于只有一个电阻产生作用,这些电容和电感可以相当于就是不存在于电路中,但是这里需要注意的是,只是在这个特定的条件下,电容电感可以相当于不存在,但是一旦条件发生了改变的话,电容电感它的的电压值就会发生变化,这时的它们不可以当作是不存在的。


然后就是根据相关的串联谐振试验中我们可以看到发生这个现象时,它的阻抗最小电流达到了最大限度,此时电容端与电感端的电压值大小相等但是它们的相位是相反的,而在这个时候,位于电路中的电阻元件,它的电压值等同于电源的电压值。


在发生串联谐振时,电感电压与电源的电压它们的比值称作为品质因素,而发生这样的现象时,它的品质因素会远远大于正常的值,像这样的现象,它通常应用于电路的放大,而对于我们生活中的供电厂它们供电过程中尽量避免这种现象的发生是最好的谐振的条件:即为X=WL-1/WC=0。


解释:由电感L和电容C串联而组成的谐振电路称为串联谐振电路,其中R为电路的总电阻,即R=RL+RC,RL和RC分别为电感元件与电容元件的电阻;Us 为电压源电压,ω为电源角频率,其中X=WL-1/WC,故得Z的模和辐角分别为当X=WL-1/WC=0时,即有φ=0,即XL与XC相同。


现象:谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路的区别是不会出现零序量。


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