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產生串聯諧振的條件是什么

點擊次數:662 更新時間:2021-10-19
  產生串聯諧振的條件是什么
 
  在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內,當容抗XC與感抗XL相等時,即XC=XL,電路中的電壓U與電流I的相位相同,電路呈現純電阻性,這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R,電路中總阻抗最小,電流將達到最大值。阻抗條件,諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0,并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候,串聯電路諧振電流無窮大;并聯電路諧振電壓無窮大(理論值)。在電阻、電感串聯電路中,出現電源、電壓、電流同相位現象,叫做串聯諧振,其特點是:電路呈純電阻性,電源、電壓和電流同相位,電抗X等于0,阻抗Z等于電阻R,此時電路的阻抗最小,電流最大,在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓,因此串聯諧振也稱電壓諧振。
 
  在電阻、電容和電感串聯的電路中,感抗Xl和Xc的作用是直接相減的。如果滿足一定條件,恰好使Xl=Xc,則電路的電抗等于零,電路中的電流和電壓相位相同,沒有無功功率在電阻與電感、電容間交換。電路的這種狀態稱為串聯諧振。
 
  電路諧振條件是Xc=Xl,即ωL=1/ωC,由此可得電路固有諧振條件為f0=1/(2π√LC)。
 
  阻抗條件:諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0,并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候,串聯電路諧振電流無窮大;并聯電路諧振電壓無窮大(理論值)。或者說:
 
  串聯電路中:總的輸入阻抗的虛部等于零(諧振就是輸出的電壓和電流同相)
 
  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,整個電路呈現為純電阻性。電路達到這種狀態稱之為諧振。
 
  根據諧振原理,我們知道當前電抗器L的感抗值X1與回路中的容抗值Xc相等時,回路達到諧振狀態,此時回路中僅回路電阻R消耗有功功率,而無功功率則在電抗器與試品電容之間來回振蕩,從而在試品上產生高壓。
 
  產生串聯諧振的條件:
 
  XL=XC
 
  由于串聯諧振要在L、C中產生高壓,可能造成擊穿線圈或電容的危害,因此,在電力工程中應盡量避免串聯諧振,而利用串聯諧振試驗裝置進行檢測電力系統就顯得尤為重要了。
 
  在具有R、L、C元件的正弦交流電路中,電路兩端的電壓與電流一般是不同相的。如果改變電路元件的參數值或調節電源的頻率,可使電路的電壓與電流同相,使電路的阻抗呈現電阻的性質,處在這種狀態下的電路稱為諧振。根據電路的不同連接形式,諧振現象可分為串聯諧振和并聯諧振。在R、L、C串聯電路中,當電路中的XL=XC時,阻抗角∮=0,即電源電壓和電流同相,這種現象稱為串聯諧振。
 
  串聯諧振的特點:
 
  ① 諧振發生時,因感抗XL等于容抗XC,所以,阻抗達到最小值,電路呈電阻性。
 
  ② 在電壓U不變的情況下,電路中的電流I達到最大值。
 
  ③ 由于諧振時XL=XC,所以UL=UC,而UL和Uc的相位相反,相加時互相抵消,所以電阻上的電壓等于電源電壓。串聯電路諧振時具有某些特點,了解諧振現象可以利用這些特點,又可防止某些特點所帶來的危害。LC諧波濾除裝置就是利用串聯諧振的特點,分別慮除主要各次諧波。在普通無功補償裝置中應避免串聯諧振,這是因為,當串聯諧振發生時,電容元件上的電壓將增高,可能導致電容器絕緣層被擊穿。但在無線電工程中,利用串聯諧振現象的選擇性和所獲得的較高電壓,可將所需要接收的信號提取出來,對LC選頻諧振回路中的品質因數Q,它的定義是:Qo=WoL/r,Wo是回路的諧振頻率,r是電感L的消耗電阻。
 
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