什么是共振？

当电路功率因数为 1 时，包含电抗元件（L 和 C）的交流电路被称为处于谐振状态。 

谐振可以在串联和并联交流电路中发生，该交流电路包含电抗元件，即电感器和电容器。

在这篇文章中，将详细解释串联谐振。

考虑如下所示的串联 RLC 电路

   电路阻抗 (Z) 和电路电流 (I) 由下式给出：

由于谐振发生在单位功率因数下，只有当Xl=Xc时才会达到这种条件。

感性和容性电抗仅在特定频率下才会变得相等，该频率称为谐振频率fr。

R – L – C 串联交流电路的谐振频率 (fr) 定义为 XL = XC 时的频率。

因此谐振频率的表达式可以计算为：

共振时 Xl=Xc

 如果 L 和 C 分别以亨利和法拉为单位测量，则 fr 将以赫兹为单位。

要记住的一些关键点：-

1. 在共振 Xl=Xc。

2、功率因数统一。

3. 串联谐振电路阻抗最小，即Zr=R。

4. 当 Ir=V/R 时，电路电流最大。

5. 电路中的功耗将是最大的。

由于串联谐振时电路中流动的电流非常大，因此 L 和 C 两端的电压降也非常大。事实上，这些压降远大于施加的电压。然而，整个 L-C 组合的压降为零，因为这些压降幅度相等，但彼此相差 180°。 

在电源电路中应避免串联谐振，因为电路的电感和电容元件两端的电压可能会造成相当大的损坏。电源电路中的共振可能会烧断保护保险丝、跳闸断路器或对其他设备造成损坏。然而，在无线电、电视和电子电路中，串联谐振原理用于增加所需频率（即 fr）的信号电压和电流。

图示：

我们知道 XL = 2pifL，所以 XL ∝ f。因此，XL 和 f 之间的图形是一条通过原点的直线。 

此外，XC = 1/2pifC 使得 XC ∝ 1/f。因此，XC 和 f 之间的图形是双曲线。 

从非常低的频率开始，XC 高，XL 低，电路主要是电容性的。随着频率的增加，XC 减小，XL 增加，直到达到一个值（点 P），其中 XL = XC。在这个频率 (fr) 下，两个电抗抵消，使电路成为纯电阻。这种情况是串联谐振。 

随着频率进一步增加（即超过 fr），XL 变得大于 XC 并且电路主要是电感性的。请注意，在串联谐振时，电路阻抗最小。

共振曲线：

电流和频率之间的曲线称为谐振曲线。

从曲线中可以看出，在谐振频率处电流最大，因为电路阻抗最小。

谐振频率以外的频率将具有低电流值，因为在这些频率下，阻抗大于谐振频率下的阻抗。

串联谐振电路的 Q 因数：-

在串联谐振中，L 或 C 两端的电压累积到比施加的电压 V 大许多倍的值。

 在串联谐振时，VL = Ir XL 和 VC = Ir XC 

谐振时的比值 VL/V 或 VC/V 是衡量串联谐振电路质量的指标。

 这称为电路的 Q 因子（Q 代表质量）。它也被称为电压放大系数。 

Q 因子可以用 Land C 表示为：

串联谐振电路也称为接受器电路，因为这种电路接受某一特定频率（即 fr）的电流但实际上拒绝其他频率的电流。这种电路用于无线电和电视接收器。