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如何产生串联谐振?
2021-01-04

共振是物理的简谐振动,物体的加速度与偏离平衡位置的位移成比例,并且总是指向平衡位置的回复力,其动力学方程为f=-KX,谐振现象是电流增大,电压降低,越接近谐振中心,表计功率表旋转快,但短路和短路的区别不是零级量。


谐振电路


由电感L和电容C组成的电路可以在一个或多个频率上谐振,称为谐振电路,在电子和无线电工程中,经常需要从许多电信号中选择我们需要的电信号,同时抑制或滤除我们不需要的电信号,所以我们需要一个选择电路,即谐振电路;另一方面,在电力工程中,由于电路的谐振,可能会产生过电压或过电流等危害,因此,无论从使用方面还是从限制其危害的角度来看,研究谐振电路具有重要意义。


串联谐振


无源(不含独立电源)电感线圈电容线性定常电路在特定频率的外部电源作用下表现出纯电阻的现象,这个特定频率是电路的谐振频率,以谐振为主要工作状态的电路称为谐振电路,具有谐振电路的无线电设备,用于完成调谐、滤波和其它功能,电力系统需要防止共振,以避免过电流和过电压。


电路中存在线性共振、非线性共振和参数共振,前者是线性时不变无源电路中的谐振,后者是串联谐振电路中的典型,非线性谐振发生在具有非线性元件的电路中,非线性谐振可以发生在由一个核心线圈和一个串联(或并联)的线性电容组成的电路(通常称为铁磁谐振电路)中,在正弦激励下,电路中出现了基波谐振、高阶谐波谐振、次谐波谐振和电流(或电压)的幅度和相位跳变,这些现象称为铁磁共振,参数共振发生在具有时变元件的电路中,带容性负载的凸极同步发电机可能发生参数谐振。 


通过电路理论,所谓的谐振是施加到理想(非寄生电阻)电感器或电容器串联电路的正弦电压,当正弦频率为一定值时,电容电抗和电感电抗相等,电路阻抗为零,电路电流达到无穷大;当电感和电容并联电路中加入正弦电压时,当正弦电压频率为一定值时,电路的总导纳(导纳是阻抗的倒数)为零,电感和电容分量上的电压为无穷大,前者称为串联谐振,后者称为并联谐振。


用公式表示


Z=R+J(xl xc)


其中Z是阻抗,R是电阻,xl xc=x是电感电抗+电容电抗=电抗,从公式的中间可以清楚地看出,当电感X1等于电容XC时,只有真正的分量R(即,纯电阻)被包含在Z的中间,这是共振。

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