串聯諧振與並聯諧振的區別_串聯諧振與並聯諧振產生諧振的條件

2020-12-13 電子發燒友

串聯諧振與並聯諧振的區別_串聯諧振與並聯諧振產生諧振的條件

佚名 發表於 2017-07-31 17:40:14

  在電阻、電感和電容的串聯電路中,出現電路的端電壓和電路總電流同相位的現象,叫做串聯諧振。 串聯諧振的特點是:電路呈純電阻性,端電壓和總電流同相,此時阻抗最小,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。 在電力工程上,由於串聯諧振會出現過電壓、大電流,以致損壞電氣設備,所以要避免串聯諧振。 在電感線圈與電容器並聯的電路中,出現並聯電路的端電壓與電路總電流同相位的現象,叫做並聯諧振。 並聯諧振電路總阻抗最大,因而電路總電流變得最小,但對每一支路而言,其電流都可能比總電流大得多,因此電流諧振又稱電流諧振。 並聯諧振不會產生危及設備安全的諧振過電壓,但每一支路會產生過電流。

  串聯諧振與並聯諧振的圖例

  電感和電容組成的迴路,在外加交流電源的作用下,就會激起振蕩。每一個振蕩迴路都有自己的固有頻率。當外加交流電源的頻率等於迴路的固有頻率的時候,振蕩的幅度(電壓或者電流)達到最大值,這個情況叫做諧振。收音機的輸入迴路就是諧振迴路,改變迴路的電感或者電容,使迴路的固有頻率等於要接收的電臺頻率,產生諧振,就能選出這個電臺的信號來。收音機的中頻變壓器也是諧振迴路,它調諧在465kHz的頻率上,使中頻放大器對465kHz的中頻信號有最大的放大能力,而其他頻率的信號都受到抑制。

  在電阻、電感、電容和外加交流電源相串聯的振蕩迴路中,當外加電源的頻率等於迴路的固有頻率的時候,迴路就會發生諧振。這種諧振叫做串聯諧振,如圖1-16 (a)所示。如果迴路的電感是L、電容是C,那麼串聯迴路的固有頻率

   (1)

  串聯諧振有以下特點:迴路總阻抗是純電阻,而且變到最小值,等於迴路的電阻;迴路中的電流達到最大值;電感上的電壓等於電容上的電壓,並且等於交流電源電壓的Q倍。因此,串聯諧振也叫做電壓諧振。

  如果外加電源的頻率小於或者大於迴路的固有頻率,迴路的總阻抗就會增大,迴路電流就會減小。迴路Q值越大,曲線越陡,諧振現象越劇烈,如圖1(b)所示。

  

  圖1 串聯諧振

  在電感、電容和外加交流電源相併聯的振蕩迴路中,當外加電源的頻率等於迴路的固有頻率的時候,迴路就發生諧振。這種諧振叫做並聯諧振,如圖1-17(a)所示。如果迴路感抗和容抗比電阻大得多,並聯網路的固有頻率也可以近似寫成

  (2)

  並聯諧振有以下特點:總阻抗是純電阻,而且達到最大值;迴路電壓達到最大值;如果電源內電阻大,使電路中的總電流可以看作恆定的話,兩支路的電流是總電流的Q倍。也就是說,兩支路電流的方向相反,大小相差不多,它們的差值就是總電流。因此,並聯諧振又叫做電流諧振。如果外加電源頻率小於或者大於迴路的固有頻率,迴路的總阻抗就會減小,迴路的電壓也會減小。圖2(b)是並聯諧振曲線,它表明了外加電源頻率和迴路電壓的關係。迴路Q值越大,曲線越陡,說明諧振現象越劇烈。

  

  圖2 並聯諧振

  串聯諧振和並聯諧振的品質因數公式怎麼記?

  品質因數實質是過電壓或過電流的倍數,串聯諧振時,電感、電容電壓超過電源電壓的倍數就是品質因數,並聯諧振時,電感、電容電流超過電源電流的倍數就是品質因數。

  串聯諧振與並聯諧振產生諧振的條件有什麼區別

  1.串聯諧振 電阻、電容、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等於0,阻抗Z等於電阻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。

  串聯諧振就是電源和LC迴路串聯,當滿足XL=XC時,LC等值阻抗幾乎為零,電源輸出電流極大,所以又稱為「電流諧振」。

  2.並聯諧振 壓與原電壓疊加,並聯諧振:在電阻、電容、電感並聯電路中,出現電路端電壓和總電流同相位的現象,叫做並聯諧振,其特點是:並聯諧振是一種完全的補償,電源無需提供無功功率,只提供電阻所需要的有功功率,諧振時,電路的總電流最小,而支路電流往往大於電路中的總電流,因此,並聯諧振也叫電流諧振。

  並聯諧振就是電源和LC迴路並聯,當滿足XL=XC時,電源輸出電流幾乎為零,LC上的電壓極高,所以又稱為「電壓諧振」。

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