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串聯諧振電路中的諧振現象

2025-3-10  閱讀(366)

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由串聯電感L,電容器C和有源電阻R組成的電路中的諧振現象是串聯諧振,當電源W產生的可變EMF e(t)的循環頻率W0與電路中電磁諧振的自然循環頻率一致時,強制電流諧振的幅度急劇增加:

串聯諧振電路中的諧振現象


  回想一下,交流頻率 V與交流循環頻率 W之間的關系很簡單:

串聯諧振電路中的諧振現象


  串聯連接的由電感器,電容器和有源電阻組成的電路簡稱為RLC電路。RLC電路中的諧振發生在這樣的循環頻率上W0,即線圈Xl=W0L的電抗在大小上等于電容器的電抗

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  由于RLC電路的阻抗的這些分量彼此相隔∏(通過反相諧振),因此它們相互補償,結果是電路的阻抗

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  變得最小,電流強度的有效值

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  最大(這里U是可變電源產生的電壓的有效值):

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  在由線圈,電容器和有源電阻串聯組成的交流電路中發生諧振時的矢量圖為:

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  RLC品質因數

  串聯諧振試驗耐壓裝置電路用于通過濾除其他頻率的其他信號來隔離所需頻率的信號。如果垂直延遲RLC電路中強制諧振電流的有效值,而水平延遲-源產生的可變EMF的頻率,則會得到該RLC電路的諧振曲線,類似于圖中所示:

串聯諧振電路中的諧振現象


  如果諧振曲線在諧振頻率處具有尖銳的峰值,則認為該電路具有較高的“選擇性",表征該特性的參數在物理學中稱為Q因子,RLC電路的Q因子定義為其諧振頻率W0與諧振頻帶寬度的一半的比率△W:

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  RLC電路的品質因數取決于有源電阻的值。R對于給定的電感L和電容值,有源電阻越低,Q系數越大C,對于RLC電路,質量因子由以下公式確定:

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