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共振、共振频率、串联和并联共振
2021-12-14

在关于电感和电容的帖子中,我们了解到这两种情况都是反应性的,可以对抗电流,但原因相反。因此,重要的是找到电感和电容相互抵消的点,以实现交流电路的有效运行。


共振频率

当感抗和容抗彼此相等时,交流电路中会发生谐振:X L = X C。发生这种情况时,总电抗 X = X L – X C变为零并且阻抗完全为电阻。由于感抗和容抗都取决于频率,因此可以通过调整施加电压的频率来使电路谐振。谐振频率 (f Res ) 是发生谐振的频率,或者 X L = X C。


串联谐振

下面的等式是谐振频率的数学表示。


image.png

其中

f Res = 谐振频率 (Hz)

L = 电感 (H)

C = 电容 (f)


串联谐振


image.png

图 9:简单的 RCL 电路


在串联 RCL 电路中,如图 9 所示,在谐振时,电路的净电抗为零,阻抗等于电路电阻;因此,串联谐振电路的电流输出为该电路的最大值,并由电阻值决定。(Z=R)


image.png

并联共振


 

当感性支路中的无功电流等于容性支路中的无功电流时(或当 X L = X C 时),并联 RCL 电路中将发生谐振。由于感性和容性电抗电流相等且相位相反,它们在并联谐振时相互抵消。


image.png

图 10:简单的并联 RCL 电路


如果一个电容和一个电感,每个电阻都可以忽略不计,并联连接并调整频率使得电抗完全相等,电流将流过电感和电容,但总电流可以忽略不计。


并联 CL 电路将呈现几乎无限的阻抗。电容器将通过电感器交替充电和放电。因此,在并联 RCL 中,如图 10 所示,由于并联的X L和 X C呈现高阻抗,流过电路的净电流最小。


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