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串联谐振电路
2020-11-24

谐振是几乎所有科学技术分支中最重要和普遍的现象之一,例如,在机械系统中,经常会在梁或支撑质量的弹簧的振动中看到谐振,振动是由通过束偏转或弹簧收缩存储的势能以周期性运动来回转移到移动质量的动能上引起的,在电路中,以电场形式存储在电容器中的能量被转移到电路中的电流,在电路中,电感起的作用等同于机械系统中的惯性质量,描述两个谐振的方程是相同的,只是它们的系数具有与机械(质量,弹簧常数)或电(电容,电感)参数有关的值,这两个系统之间的另一个重要比喻是,可以阻尼振动,机械系统中的摩擦和电路中的电阻。


串联谐振


谐振在诸如无线电发射器或电子表中的振荡器之类的设备中非常有用,但是,它们经常会通过产生不必要的机械系统(桥梁,飞机机翼等)的较大偏转或电压和电流的振荡而有害,控制或防止有害的谐振是工程设计的重要方面,由于每个电气部件甚至连接线都具有一定的电容和电感,因此每个电路中都有可能产生谐振,众所周知,电感和电容值越小,谐振频率越高,这就是为什么高频电路的设计要困难得多的原因,即使很小的连接电感和电容也起着作用。


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串联谐振电路的所谓谐振曲线,在垂直轴上放置电流(或电阻R两端的电压),在水平轴上记录f,指出谐振频率f o和谐振曲线的宽度(带宽),这是两个频率之间的间隔Δf=2πΓ,电路中的功率消耗为最大频率的1/2,为您可以在实验室中使用的特定组件值计算这些数字,例如:R = 1k,C = 1nF,L = 50 mH。


获得电流表达式后,可以在电子表格程序(例如MS Excel)中很好地使用它,或者使用其他软件(例如Matlab)来计算和绘制谐振曲线(比率V R / V s作为函数的函数),log f)。

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