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串联谐振是交流电的谐振
2021-05-31

  谐振只能在交流电产生,在电阻、电感及电容所组成的串联电容抗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,电路呈现纯性,这种现象叫串联谐振(也称为电压谐振)。当电路发生串联谐振时,电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小,电流将达到最大值。

  二、谐振的条件

  1、使电容和电感的大小相等。

  2、任意调整交流电的频率(因为当频率变化时,感抗和容抗一个变大,一个变小),当频率变大时,感抗变大,容抗变小。

  电路谐振会产生很高的电压,等离子切割机的打火电路就是谐振电路。


串联谐振


  三、分类

  谐振分为串联谐振和并联谐振。前者存在于L、C串联支路,后者存在于L、C并联回路。如果串联的L、C的电抗值相等,那么又因为流经他们的电流相同,于是它们各自两端的电压就正好大小相等,方向相反(即相位差180度),于是整条支路两端的电压就为0。这时,整条支路可能有电流(取决于外电路),无电压,整体相当于一个零值阻抗。类似的,如果是并联L、C电抗相等,两端的电压又相同,流经各自的电流就方向相反,这看起来就是一个电流在回路里不停的转而流不出去。这是,整个回路两端对于外电路,可能有电压,无电流,相当于一个无穷大阻抗。串连谐振时,如果外加给谐振支路一个任意小的电压,按前面的分析,理论上支路上都将有无穷大的电流;并联谐振时,从外电路流入并联谐振回路一个任意小的电流,理论上都将引起回路两端无穷大的电压。这两种情况,在电力系统中往往是要努力避免的。

  在具有R、L、C的正弦中,电路两端的电压与一般是不同相的。如果改变电路元件的参数值或调节电源的频率,可使电路的电压与电流同相,使电路的阻抗呈现电阻的性质,处在这种状态下的电路称为谐振。

  根据电路的不同连接形式,谐振现象可分为串联谐振和并联谐振。

  在R、L、C串联电路中,当电路中的XL=XC时,阻抗角∮=0,即电源电压和电流同相,这种现象称为串联谐振。

  串联谐振的特点:

  (1)谐振发生时,因感抗XL等于容抗XC,所以,阻抗达到最小值,电路呈电阻性。

  (2)在电压U不变的情况下,电路中的电流I达到最大值。

  (3)由于谐振时XL=XC,所以UL=UC,而UL和Uc的相位相反,相加时互相抵消,所以电阻上的电压等于电源电压。

  串联电路谐振时具有某些特点,了解谐振现象可以利用这些特点,又可防止某些特点所带来的危害。

  LC谐波滤除装置就是利用串联谐振的特点,分别虑除主要各次谐波。在普通无功补偿装置中应避免串联谐振,这是因为,当串联谐振发生时,电容元件上的电压将增高,可能导致电容器绝缘层被击穿。

  但在无线电工程中,利用串联谐振现象的选择性和所获得的较高电压,可将所需要接收的信号提取出来。

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