日期: 2022-03-08 作者: 铧正 访问量: 678 次
重点是电感和电容组成的电路,在外接交流电源的作用下会引起振荡。每个振荡电路都有自己的固有频率。当外部交流电源的频率等于电路的固有频率时,振荡(电压或电流)的幅度达到最大,这种现象称为谐振现象。共振广泛应用于现代无线电和电子技术中。本文只分析谐振中的串联谐振和并联谐振。
一、串联谐振原理
串联一个谐振系统原理图1是电阻、电感和电容可以组成的串联控制电路,在外施角频率为ω的正弦信号电压保护作用下,R、L、C串联设计电路中的感抗和容抗有相互进行补偿的作用,感抗和容抗不相等时,阻抗角≠0,电路呈容性(XC>XL)或感性(XC<XL);电路中的电流变化或者通过超前研究电压,或者发展滞后以及电压。如果角频率ω、电路的L和C参数能够满足企业一定的条件,使感抗和容抗完全没有相互影响补偿,即XL=XC,则电路的电抗X=XL-XC=0,此时我们电路的阻抗角=0,电路中的电流和电压问题就会导致出现同相位的情况,电路的这种精神状态就称为谐振,并由此分析得出不同谐振工作频率f=1/2πLC。因为发生在知识串联整个电路中,故称为信息串联谐振,其特点主要如下:
该电路的阻抗为Z=R+(XL-XC=R,它具有最小值,从而使电路中的电流I=U/R达到最大值。由于=为0,电路对电源有电阻,只有电感器L和电容器C之间发生能量交换。
在串联共振中,UC说UL可能超过施加的功率电压(因为XL=XC,UL=UC。当UL和UC相位相反相互抵消,因此,电源电压U=UR,但是UL和UC的单独作用不可忽略:UL=UL=U/RXLUC=IXC=U/RXC当XL=XC>R时,UL和UC都高于电源电压U,等于交流电源电压的Q倍(称为电路的质量因子或谐振因子,是无量纲量,Q=UC/U=UL/UL/U1/CR=L/Rx,如果L=1/C>>R,则,Q>>1,因此,当电路接近谐振时,电感器L和电容器C两端的电压将大大超过施加电压。
串联谐振电路的总阻抗为纯电阻,并降低到与电路电阻相等的最小值; 电路中的电流最大; 电感上的电压等于电容上的电压,等于 q 乘以交流电源的电压。因此,串联谐振也称为电压谐振。串联谐振的相量图如图2所示。
串联谐振广泛应用于无线电工程中。图3是普通收音机的输入电路,L和C组成串联谐振电路。例如,当弱信号电压输入到串联谐振电路中时,在电容器或电感器的两端可以获得比输入电压大许多倍的电压。而其他不同频率的信号没有达到谐振,所以回路中的电流很小,起到了选择信号和抑制干扰的作用。
二、并联谐振原理
在电感、电容和外加学生交流工作电源相并联的振荡信号回路,通常采用电感传感器线圈是用电阻和电感的串联一个组合来表示的,电容器的损耗及漏电流进行一般来说很小,在一定经济条件下可忽略企业不计,如图4。如果没有回路的感抗和容抗比电阻影响大得多,即ωL(ωC)>>R,并联控制回路的固有特征频率可近似为f=1/2πLC。如果Q、L、C达到我们一定社会条件,使并联系统电路的感纳和容纳能力相等BL=BC(BL=ωL,BC=1/ωC),从而使输入电纳B等于零(B=BL-BC=0),则电流与电压将同相(ω=0),这种发展情况可以称为R、L、C并联结构谐振,并联两个谐振技术原理其特点分析如下:
电路的阻抗最大,在外部电源电压下,电路中的电流在谐振时达到最小值,I=U/ZO。由于电源电压与电路中的电流(=0)相相同,电路对电源有电阻,电路的阻抗ZO相当于电阻。
在谐振时,并联支路的电流近似相等,并且比总电流大许多倍,如图5所示。 5. 因此,当电路谐振时,在电路的两端将出现高电压,根据该特性,并联谐振也称为电流谐振。
谐振在电力工程中往往是有害的。例如,一个380/220v 的电力线发生串联谐振,虽然电压 ul 和 u 在 l 和 c 终端。它们相互抵消,但它们各自的影响不容忽视。它们通常远远高于施加的电压,可高达数千伏,这是相当危险的。当电力线路发生并联谐振时,支路电流往往超过电路的总电流,导致熔断器熔断,开关跳闸或烧毁电气设备。这就是为什么电线避免发生谐振。
另一方面,谐振现象在无线电和电气技术中有着广泛的应用,谐振往往是信号接收(如无线电调谐和中频放大)、干扰消除以及一些振荡器和滤波电路中的主要成分。
谐振在感应炉电路中也得到了一个广泛研究应用。通常遮感应器通过线圈上要并联或串联电容器,以组成进行并联系统谐振或串联谐振控制电路,使感应炉工作在近于谐振网络状态,以求可以获得比较高的功率影响因数和效率