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串联谐振是怎样产生及总电阻是多少
2021-05-20

电阻、电感和电容的串联电路中,出现电路端电压和总电流同相位的现象叫做串联谐振,在R一L一C串联电路中,只有当感抗XL等于容抗XC时,端电压U才能和电流I同相位,所以产生串回联谐振的条件:ωL=1/ωC当参数L、C一定时,可改变频率使答电串联谐振。

谐振时,电阻与电源电压不相等的原因是:发生谐振的时候,电阻上的电压是电源电压和充放电电容的电压叠加的和,所以,电阻电压=电源电压+电容电压,不等于电源电压,串联谐振电路谐振时,串联谐振装置总阻抗等于电阻,串联谐振的总电阻则总电压和电阻上电压相等,电容和电感上此时都有电压,而且电感上的电压和电容上的电压相等,只不过电压方向相反而已,操作上千万要注意,不要误以为电容和电感上没有电压而引起安全问题。


串联谐振


串联谐振电路的选频特性通常用Q值表示,Q值越大,则选频特性越好,串联谐振的总电阻对于串联电路,Q=ωL/R=1/ωCR,因此,R=(外阻+内阻)越小越好,对于并联电路,则R越大越好,当然,还要考虑到功率输出最大问题,所以,一般是串联谐振内阻等于串联谐振外阻,如果信号源一定时,外设电阻一定时,要适当调整外围的电容、电感,以增加电路的选频特性,做串联谐振实验时,为什么当电路发生串联谐振的时候,电阻上的电压小于信号源的电压,串联电路中电流处处相同,这个相同,不仅是有效值相同,而且瞬时值也相同,也就是说,任何时刻都相同。

电感和电容中电流与两端电压不同相,电容两端电压落后于电流90度,而电感两端电压超前于电流90度,现在电感和电容中电流相位相同,所以电感两端电压与电容两端电压相位相反,也就是说,任何时刻电容和电感上的电压是互相“抵消”的,串联谐振指感抗和容抗都与频率有关,必定存在某一频率,在这个频率感抗与容抗相等,既然电感两端电压是感抗乘电流,电容两端电压是容抗乘电流,所以在这个频率下,电感两端电压恰与电容两端电压大小相等,方向相反,完全抵消,在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的,如果调节电路元件(L或C)的参数或电源频率,可以使它们相位相同,整个电路呈现为纯电阻性,电路达到这种状态称之为谐振。

串联谐振的总电阻在电阻、电感及电容所组成的串联电路内,当容抗XC与感抗XL相等时,即XC=XL,电路中的电压U与电流I的相位相同,电路呈现纯电阻性,这种现象叫串联谐振,当电路发生串联谐振时,电路的阻抗Z=√R2+XC,电抗元件上的电压最高,所以又称为电压谐振,生活中的许多地方都运用串联谐振的原理设计的,被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式,分压器的谐振电压,并作过压保护信号,调频功率输出经励磁,联谐振的激励功率。

在串联电路中,串联谐振的总电阻电路的品质因数Q有两种测量方法,一是根据公式 Q=UL/U0=Uc/U0测定,Uc与UL分别为谐振时电容器C与电感线圈L上的电压,另一种方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f=f2-f1,再根据Q=f0/(f 2-f1)求出Q值,式中f0为谐振频率,f2与f1是失谐时,亦即输出电压的幅度下降到最大值的1/√2(=0.707)倍时的上、下频率点,Q值越大,曲线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好,在恒压源供电时,电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数,与信号源无关,串联谐振就是指作为激励电压源以某一频率加到由串联谐振电阻,电容,电感串联的电路两端时,总的感抗为零,此时的激励源相当于直接加在电阻上,用此时的感抗或容抗与电路中的电阻相比,串联谐振的总电阻其比值就是品质因数了,但是品质因数不可以小于零、如果小于零则电路会出现自激震荡。

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