電感和電容的串聯諧振稱為電壓諧振。諧振電路如圖所示。
輸入電壓
電路參數: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,而不取決于電流和電壓的大小。
根據表達式,自然頻率 ω0鏈條可以有意調整:
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,并且僅由構成電路的金屬的電阻確定。諧振電流為:
在串聯諧振時,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。
電路內部有無功電能,它在電感和電容之間諧振,而不會進入電路外部。
確定電路元件上的應力大小。
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
數量 ρ稱為電路的波或特性阻抗。
現在定義關系 UL 要么 UC 至 U.
數量
稱為電路的品質因數。
輪廓的品質因數 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。
在實踐中可以達到的最高品質因數是200-500。
從所獲得的表達式可以得出,串聯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關系。
串聯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率的能力。
選擇性特性廣泛用于無線電工程設備和通信系統中。
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,電流和電壓同相。
在高于諧振的頻率下,電路變為電感性的,電流滯后于電壓。因此,在諧振電路中觀察到相變現象。當前階段從前導變為滯后,反之亦然。
在大電流工業電路中,相變是一種危險的現象。這可能會導致電動機旋轉方向發生變化,這在許多工藝過程中都是不可接受的,并會導致緊急模式。
諧振時電路消耗的大電流限制了該模式的使用。通常,根據電壓諧振方案,構建無線電發射機的輸出電路,用于高頻淬火,熔化和加熱的強大高頻發生器。