串聯(lián)諧振是怎么諧振的及其原理解析
發(fā)布時(shí)間:2020-06-24 17:19:40
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諧振電路在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中,電路兩端的電壓與其中電流位相一般是不同的。如果我們調節電路元件(L或C)的參數或電源頻率,可以使它們位相相同,整個(gè)電路呈現為純電阻性。電路達到這種狀態(tài)稱(chēng)之為諧振。在諧振狀態(tài)下,電路的總阻抗達到極值或近似達到極值。研究諧振的目的就是要認識這種客觀(guān)現象,并在科學(xué)和應用技術(shù)上充分利用諧振的特征,同時(shí)又要預防它所產(chǎn)生的危害。按電路聯(lián)接的不同,有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種。
串聯(lián)諧振時(shí),電感電壓與電容電壓等值異號,即電感電容吸收等值異號的無(wú)功功率,使電路吸收的無(wú)功功率為0;電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量都在不斷變化,但此增彼減,互相補償,這部分能量在電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間振蕩,全電路電磁場(chǎng)能量總和不變 ;激勵供給電路的能量全轉化為電阻發(fā)熱。為了維持振蕩,激勵必須不斷供給能量補償電阻的發(fā)熱消耗,與電路中總的電磁場(chǎng)能量相比每振蕩一次電路消耗的能量越少,電路的品質(zhì)越好。
串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振電路的原理:
隨著(zhù)各個(gè)地方電纜的交流試驗規程的不斷建立和電力系統大容量試品的增多,串聯(lián)諧振電源電源在電力系統中應用越來(lái)越廣泛,要求我們對串聯(lián)諧振的認識不斷深入,我們將對串聯(lián)諧振的原理和串聯(lián)諧振電源在現場(chǎng)的應用和大家一起展開(kāi)討論。
串聯(lián)諧振的原理:
先說(shuō)諧振的產(chǎn)生,諧振是有R、L、C元件組成的電路在一定條件下的一種特殊現象,我們先帶領(lǐng)大家一起來(lái)分析R、L、C串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件和諧振時(shí)電路的特征,如圖1所示,R、L、C串聯(lián)電路在正弦電壓∪的作用下:其復阻抗為:
式中,電抗X=X1-Xc是角頻率w的函數,X隨w變化的情況如圖2所示,當w從零開(kāi)始向∞變化時(shí),X從-∞向+∞變化,在w《w0時(shí),X《0時(shí),電路為容性,在w》W0時(shí),X》0時(shí),電路為感性,在w=W0時(shí),此時(shí),電路阻抗Z(w0)=R為純電阻,電壓和電流同相,我們將電路此時(shí)的工作狀態(tài)稱(chēng)為諧振,由于這種諧振發(fā)生在RLC串聯(lián)電路中,我們又可以稱(chēng)為串聯(lián)諧振,串聯(lián)諧振電路等,公式1就是串聯(lián)電路發(fā)生的諧振條件, 由此可得諧振角頻率w。如下圖:
諧振頻率為
由此可見(jiàn),串聯(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數l,C決定的,與外部條件無(wú)關(guān),當電源一定時(shí),可以調節L,C使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧振。
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