電感和電容的串聯(lián)諧振稱為電壓諧振。諧振電路如圖所示。
輸入電壓
電路參數(shù):R,L,C ,讓我們找出:
1)電路固有頻率 ω0;
2)諧振時電路的總輸入阻抗 ZP;
3)共振時的電流 IP;
4)諧振時電流和電壓之間的相移 φP;
5)感應(yīng)電壓 ULP 和電容 UCP 諧振電路元件。
基于共振的一般立場,我們有
來自哪里
電路的固有頻率僅取決于電路的參數(shù),而不取決于電流和電壓的大小。
根據(jù)表達(dá)式,自然頻率 ω0鏈條可以有意調(diào)整:
1)容量變化 C(可變電容器);
2)通過改變電感(變壓表);
3)通過同時改變電容和電感。前兩種方法最常用,而后一種則很少。讓我們確定諧振模式下電路的輸入電阻。
即
在諧振電壓下,諧振頻率的電路電阻是純活動的。它是最小的,并且僅由構(gòu)成電路的金屬的電阻確定。諧振電流為:
在串聯(lián)諧振時,電路中的電流最大,并且具有有源特性。
在諧振電壓下,輸入電壓和電流同相。
讓我們找出電路中電源的承受能力。
在串聯(lián)諧振時,電路僅消耗來自電源通過輸入端子的有功電能。
電路內(nèi)部有無功電能,它在電感和電容之間諧振,而不會進(jìn)入電路外部。
確定電路元件上的應(yīng)力大小。
電阻兩端的電壓等于為電路供電的電源的電壓。
諧振時的電阻可表示為:
然后
因此,我們有
數(shù)量 ρ稱為電路的波或特性阻抗。
現(xiàn)在定義關(guān)系 UL 要么 UC 至 U.
數(shù)量
稱為電路的品質(zhì)因數(shù)。
輪廓的品質(zhì)因數(shù) Q 顯示了在諧振時,電感或電容兩端的電壓大于施加到電路的電壓的次數(shù)。
在實踐中可以達(dá)到的最高品質(zhì)因數(shù)是200-500。
從所獲得的表達(dá)式可以得出,串聯(lián)諧振的主要特征是線圈和電容器上的電壓的絕對值彼此相等,并且可以大大超過為電路供電的電源的電壓。
串聯(lián)諧振的矢量圖如圖所示。 UK 電感兩端的電壓,由無功電壓組成 UL 和線圈的有功電阻 Ua實際上決定電路總的有源電阻。
電路的頻率特性稱為表征電路的電量與頻率的函數(shù)關(guān)系。
串聯(lián)諧振的主要頻率特性如圖所示。
可以證明所有曲線都是拋物線。
從圖中可以看出,電路的諧振頻率電阻最小,電流最大。
電流對頻率的依賴性的性質(zhì)表明該電路具有“選擇性特性”。
選擇性特性是指電路在某些頻率下能夠急劇改變其電阻或電導(dǎo)率的能力。
選擇性特性廣泛用于無線電工程設(shè)備和通信系統(tǒng)中。
我們看到,電路的Q因子越高,諧振曲線越尖銳,“電路選擇性”越好。
在諧振頻率下,電路處于純有源狀態(tài),電流和電壓同相。
在高于諧振的頻率下,電路變?yōu)殡姼行缘模娏鳒笥陔妷骸R虼?,在諧振電路中觀察到相變現(xiàn)象。當(dāng)前階段從前導(dǎo)變?yōu)闇?,反之亦然?
在大電流工業(yè)電路中,相變是一種危險的現(xiàn)象。這可能會導(dǎo)致電動機旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化,這在許多工藝過程中都是不可接受的,并會導(dǎo)致緊急模式。
諧振時電路消耗的大電流限制了該模式的使用。通常,根據(jù)電壓諧振方案,構(gòu)建無線電發(fā)射機的輸出電路,用于高頻淬火,熔化和加熱的強大高頻發(fā)生器。