含有電感線圈和電容器的無源(指不含獨立電源)線性時不變電路在某個特定頻率的外加電源作用下,對外呈純電阻性質(zhì)的現(xiàn)象。這一特定頻率即為該電路的諧振頻率。以諧振為主要工作狀態(tài)的電路稱諧振電路。無線電設(shè)備都用揩振電路完成調(diào)諧、濾波等功能。電力系統(tǒng)則需防止諧振以免引起過電流、過電壓。
電路中的諧振有線性諧振、非線性諧振和參量諧振。前者是發(fā)生在線性時不變無源電路中的諧振,以串聯(lián)諧振電路中的諧振為典型。非線性諧振發(fā)生在含有非線性元件電路內(nèi)。由鐵心線圈和線性電容器串聯(lián)(或并聯(lián))而成的電路(習稱鐵磁諧振電路 )就能發(fā)生非線性諧振 。在正弦激勵作用下,電路內(nèi)會出現(xiàn)基波諧振、高次諧波諧振、分諧波諧振以及電流(或電壓)的振幅和相位跳變的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱鐵磁諧振。參量諧振是發(fā)生在含時變元件電路內(nèi)的諧振。一個凸極同步發(fā)電機帶有容性負載的電路內(nèi)就可能發(fā)生參量諧振。
串聯(lián)諧振電路:用線性時不變的電感線圈和電容器串聯(lián)成的諧振電路。這種電路產(chǎn)生的諧振稱串聯(lián)諧振,又稱電壓諧振。當外加電壓的頻率ω 等于電路的諧振頻率ω0時,除改變ω可使電路諧振外,調(diào)整L、C的值也能使電路諧振。諧振時電路內(nèi)的能量過程是在電感和電容之間出現(xiàn)周期性的等量能量交換。以品質(zhì)因數(shù)Q值表示電路的性能,Q值越大,諧振曲線越尖窄 ,則電路的選擇性越好。考慮信號源的內(nèi)阻時,Q值要下降 ,因此,串聯(lián)諧振電路不宜與高內(nèi)阻信號源一起作用。
并聯(lián)諧振電路:用線性時不變電感線圈和電容器并聯(lián)組成的諧振電路。其中的諧振稱并聯(lián)諧振,又稱電流諧振。以Q表示電路的性能,電路內(nèi)的能量過程與串聯(lián)諧振電路類似。信號源內(nèi)阻會降低Q 值,且內(nèi)阻越小,品質(zhì)因數(shù)值越小 ,所以并聯(lián)諧振電路不宜與低內(nèi)阻信號源一起使用。
式中R為電阻,L為電感,C為電容,ω為非諧振頻率,ω0為諧振頻率。電路內(nèi)的能量過程與串聯(lián)諧振電路類似。信號源內(nèi)阻會降低Q 值,且內(nèi)阻越小,品質(zhì)因數(shù)值越小 ,所以并聯(lián)諧振電路不宜與低內(nèi)阻信號源一起用。
原理:
主要是指電感、電容并聯(lián)諧振組成的LC振蕩器。
因為LC回路有選頻特性。理由:回路的等效阻抗Z=(-J/ωC)//(R+JωL),可知,阻抗Z與信號頻率有關(guān)。不同頻率的信號電流(同等大小的電流)在通過回路時,產(chǎn)生的電壓是不同的。只有一個頻率的信號電流產(chǎn)生的電壓大,就是當信號角頻率ω=ω0=1/√LC時。此時回路阻抗大,叫做并聯(lián)諧振。
作用:
RCL串聯(lián)電路中的感抗與容抗有相互抵消的作用,即ωL-1/ωC=0,此時串聯(lián)電路中的電抗為0,電流和電壓同相位,稱謂串聯(lián)諧振。
RLC并聯(lián)電路中的感抗與容抗有相互抵消的作用,即1/ωL-ωC=0,此時并聯(lián)電路中的電抗為0,電流和電壓同相位,稱謂并聯(lián)諧振。
串聯(lián)諧振的電流有效值達到大,并聯(lián)諧振的電壓有效值達到大,串聯(lián)諧振的L和C兩端可能出現(xiàn)高電壓,并聯(lián)諧振L和C兩端肯能出現(xiàn)過電流,串聯(lián)諧振電抗電壓為0,并聯(lián)諧振電抗電流為0。
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