RLC串联电路中谐振的条件和现象是什么?

RLC串联电路中谐振的条件和现象是什么?,第1张

谐振的条件:即为X=WL-1/WC=0。

解释:

由电感L和电容C串联而组成的谐振电路称为串联谐振电路。其中R为电路的总电阻,即R=RL+RC,RL和RC分别为电感元件与电容元件的电阻;Us 为电压源电压,ω为电源角频率。其中X=WL-1/WC。故得Z的模和幅角分别为当X=WL-1/WC=0时,即有φ=0,即XL与XC相同。

现象:

谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路的区别是不会出现零序量。

扩展资料:

谐振又称“共振”。振荡系统在周期性外力作用下,当外力作用频率与系统固有振荡频率相同或很接近时,振幅急剧增大的现象。产生谐振时的频率称“谐振频率”。电工技术中,振荡电路的共振现象。电感与电容串联电路发生诸振称“串联谐振”,或“电压谐振”;两者并联电路发生谐振称“并联谐振”,或“电流谐振”   。

由电感L和电容C组成的,可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路,统称为谐振电路。在电子和无线电工程中,经常要从许多电信号中选取出我们所需要的电信号,而同时把我们不需要的电信号加以抑制或滤除,为此就需要有一个选择电路,即谐振电路。

另一方面,在电力工程中,有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害,例如过电压或过电流。所以,对谐振电路的研究,无论是从利用方面,或是从限制其危害方面来看,都有重要意义。

参考资料:

百度百科—谐振

谐振时电路内能量过程的主要特点是在电感与电容之间出现了周期性的等量能量交换,即在一段时间内磁场能量转换成电场能量。接着,在另一段时间内电场能量转换成磁场能量。一直这样不断地进行下去。正因为有了这种能量的振荡过程,才有了电路的谐振状态。

对于包含电容和电感及电阻元件的无源一端口网络,其端口可能呈现容性、感性及电阻性,当电路端口的电压U和电流I,出现同相位,电路呈电阻性时。称之为谐振现象,这样的电路,称之为谐振电路。[1]
谐振的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换,此增彼减,完全补偿。电场能和磁场能的总和时刻保持不变,电源不必与电容或电感往返转换能量,只需供给电路中电阻所消耗的电能。[1]
中文名
谐振电路
外文名
Resonance circuit
特点
简谐振动
领域
物理学、电学
类型
一种电路
概念简介
在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的。如果调节电路元件(L或C)的参数或电源频率,可以使它们相位相同,整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象,并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征,同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同,有串联谐振和并联谐振两种。
谐振电路在无线电技术、广播电视技术中有着广泛的应用。各种无线电装置、设备、测量仪器等都不可缺少谐振电路。这种电路的显著特点就是它具有选频能力,它可以将有用的频率成分保留下来,而将无用的频率成分滤除,比如收音机、电视机。收音机的天线会同时接收多个电台发射的不同载波的广播节目,而我们收听时,必须在这众多广播节目中选出我们所要接收的那一套广播节目,这就是选频(选台)。改变谐振电路的谐振频率,使其谐振在所需要接收台的载频上,从而选择出所接收台的广播信号,而滤除掉除此之外的其他台及外来的无用信号,这就完成了选台。电视机的选台也是如此。
简谐振动
其动力学方程式是F=-kx。 谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路的区别是不会出现零序量。
串联谐振
当串联回路电抗等于零时,称电路发生了串联谐振,RLC串联谐振电路如图9-9所示。
串联谐振时等效阻抗最小,阻抗为纯电阻。串联电阻的大小虽然不影响串联谐振电路的固有频率,但有控制和调节谐振时电流和电压幅度的作用。
串联谐振电路
并联谐振
如图3-13所示电路为GLC并联电路,是另一种典型的谐振电路。并联谐振的定义与串联谐振的定义相同,即端口上的电压U与输入电流I同相时的工作状况称为谐振。由于发生在并联电路中,所以称为并联谐振。[2]
谐振电路的应用
谐振电路在电子技术中的应用是非常广泛的。由于它对频率具有选择性,在发送和接收设备中常作为高频和中频放大器的负载;谐振电路是振荡器的重要组成部分;谐振电路在电子电路中作吸收回路,用以滤除干扰信号等,下面举几个例子说明。[3]
信号的选择
某AM收音机的输入回路电路如图6-16所示。电路中,L1为收音机输入回路的接收天线,L2、C为谐振电路组成收音机选频电路,L3将选择出来的电台信号送到收音机接收电路。
收音机输入回路
收音机天线接收来自空中不同电台发射的电磁波,调节C使L2、C谐振于某一所需电台的载波频率上,此时L2上流过最大电流,将这一电台信号选出。调节C使L2、C谐振在不同电台的载波频率上,就可接收不同电台的节目。[3]
信号的滤波
电视机经高频调谐器混频后输出38MHz的中频信号,如果外来信号中有38MHz的信号进入电视机,将对电视机的中频信号造成严重的干扰,所以必须将外来的38MHz的信号予以滤除,方法如图6-17所示,将LC串联谐振电路与电视机的输入端并联,且LC回路谐振于38MHz。根据串联谐振的特点,它对38MHz信号呈现一个很小的电阻,相当于使38MHz信号对地短路,不让外来的如其他电视机的中频信号进入电视机干扰本机中频放大器的工作,同时也防止本机的中频信号通过天线向外辐射干扰其他机器工作。由于LC回路对电视信号呈现很高的阻抗,不会影响电视机的正常工作。[3
谢谢ヽ(^0^)ノ


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