諧振作用及其電路中的特性
特高壓電力旗下的串聯(lián)諧振可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
指在交流RLC電路中,電壓或電流為最大值時,稱之為諧振。即電感與電容各自的電抗互相抵消,電源所提供的功率都落在電阻上。諧振電路常應(yīng)用在無線電與無線通信。
在物理學(xué)里,有一個概念叫共振:當(dāng)策動力的頻率和系統(tǒng)的固有頻率相等時,系統(tǒng)受迫振動的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。電路里的諧振其實也是這個意思:當(dāng)電路中激勵的頻率等于電路的固有頻率時,電路的電磁振蕩的振幅也將達到峰值。實際上,共振和諧振表達的是同樣一種現(xiàn)象。這種具有相同實質(zhì)的現(xiàn)象在不同的領(lǐng)域里有不同的叫法而已。
由電感L和電容C組成的,可以在一個或若干個頻率上發(fā)生諧振現(xiàn)象的電路,統(tǒng)稱為諧振電路。在電子和無線電工程中,經(jīng)常要從許多電信號中選取出我們所需要的電信號,而同時把我們不需要的電信號加以抑制或濾出,為此就需要有一個選擇電路,即諧振電路。另一方面,在電力工程中,有可能由于電路中出現(xiàn)諧振而產(chǎn)生某些危害,例如過電壓或過電流。所以,對諧振電路的研究,無論是從利用方面,或是從限制其危害方面來看,都有重要意義。
作用
收音機利用的就是諧振現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動收音機的旋鈕時,就是在變動里邊的電路的固有頻率。忽然,在某一點,電路的頻率和空氣中原來不可見的電磁波的頻率相等起來,于是,它們發(fā)生了諧振。遠方的聲音從收音機中傳出來。這聲音是諧振的產(chǎn)物。
諧振電路都有一個特點,容抗等于感抗,電路呈阻性那么就有ωL=1/ωC,因為LC都是有知條件,那么可以把諧振的頻率點算出來品質(zhì)因數(shù)Q=ωL/R,所謂品質(zhì)因數(shù)如果為28,那么并聯(lián)的諧振電路就是電流減少了28倍;如果是串聯(lián)的諧振電路,那么就是電壓增加了28倍。那么現(xiàn)在串聯(lián)諧振點下的電壓為施加的電壓乘以品質(zhì)因數(shù)如果已知條件告訴你的施加電壓為峰值,那么就直接相乘;如果已知條件告訴你的施加電壓為有效值,那么還需要將算出來的電壓再乘以1.414得出峰值。
諧振時電路的特性
1、諧振阻抗Z0為純電阻,其值為最小,即Z0=R。
2、電流與電源電壓同相位,即φ=ψu-ψi=0。
3、電流的模達到最大值,即I=I0=US/R0 ,I0稱為諧振電流。
4、L和C兩端均可能出現(xiàn)高電壓,即
UL0=I0XL0=US/R XL0=QUS
UC0=I0XC0=US/R XC0=QUS
可見當(dāng)Q?1時,即有UL0=UCO?US,故串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。這種出現(xiàn)高電壓的現(xiàn)象,在無線電和電子工程中極為有用,但在電力工程中卻表現(xiàn)為有害,應(yīng)予以防止。