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什么是串联谐振RLC电路?
2020-12-08

串联谐振RLC电路是一个电阻器,电感器和电容器串联连接在在一系列电压供应。所得电路称为串联谐振RLC电路。串联RLS电路的电路和相量图如下所示。


串联谐振


串联谐振RLC电路的相量图


串联谐振RLC电路的相量图是结合电阻,电感和电容器的相量图绘制的。在这样做之前,应该先了解一下电阻器,电容器和电感器的电压和电流之间的关系。


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电阻器


在电阻器的情况下,电压和电流处于同相,或者可以说电压和电流之间的相角差为零。


电感器


在电感器中,电压和电流不是同相的。电压使电流值领先90°,换句话说,电压在电流达到最大值之前达到最大值和零值90°。


电容器


对于电容器,电流使电压领先90°,换句话说,电压在电流达到最大值后达到零,零值达到0°,即电容器的相量图与电感正好相反。


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RLC电路


要绘制串联谐振RLC电路的相量图,请执行以下步骤:


步骤– I.在串联谐振RLC电路的情况下;电阻,电容和电感串联。因此,流过所有元件的电流是相同的,即I r = I l = I c =I。为绘制相量图,请以电流相量为参考,并如图所示在水平轴上绘制。


步骤– II。对于电阻器,电压和电流都处于同相。因此,沿与电流相量相同的轴或方向绘制电压相量V R,即V R与I相同。


步骤– III。我们知道,在电感器中,电压使电流超前90°,因此可得出V l(电感两端的压降)垂直于电流相量在超前方向。


步骤– IV。在使用电容器的情况下,电压落后于电流90°,因此在向下方向上垂直于电流相量汲取V c(电容器两端的电压降)。


步骤–V 。要绘制结果图,请向上绘制V c。现在得出结果V s,它是电压V r和V L – V C的矢量和。


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串联谐振RLC电路的阻抗


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由于电路电阻R,电感电抗X L和电容电抗X C,串联谐振RLC电路的阻抗Z定义为与电流相反。如果电感电抗大于电容电抗,即X L > X C,则RLC电路具有滞后相角;如果电容电抗大于电感电抗,即X C > X L,则RLC电路具有超前相角,如果感性和容性相同,即X L = X C,则电路将表现为纯电阻性电路。


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从这个阻抗三角形:通过使用毕达哥拉斯定理,我们得到:


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电阻,电抗和阻抗随频率的变化


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在串联谐振RLC电路中,涉及三种类型的阻抗


电阻–电阻与频率无关,因此它随频率变化而保持恒定。


感抗X L –我们知道X L =2πfL。因此,感抗随频率直接变化。因此,频率和电感电抗之间的关系图是一条穿过中心的直线,如曲线a所示。


电容电抗X C –根据电容电抗的公式X C = 1 /2πfC,因此,电容电抗与频率成反比。由于净电抗为(X L – X C)。因此,对于绘制(XL -X C)的曲线,首先绘制(-X C)的曲线b所示的曲线,然后绘制净电抗的曲线c所示的曲线。


电路的总阻抗由曲线d表示,曲线d通过将恒定电阻值与净电抗相加而获得。


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