LC串聯諧振電路,產生諧振高壓的原理?及相關的計算公式

時間 2021-08-31 07:52:35

1樓:金城高配

在rlc串聯電路中,因為電感上的電壓ul和電容上的電壓uc是反相的,電感上的電壓超前電阻上的電壓ur 90度,電容上的電壓滯後電阻上的電壓90度,電感和電容上的電壓相互抵消,抵消後的差額(ul-uc)與電阻上的電壓方向差90度。求電路的總電壓u時,就要把ur作為一條直角邊,把(ul-uc)作為一條直角邊,把u作為斜邊來解直角三角形。於是有:

電路的總電壓u=√ur^2+(ul-uc)^2 (都在根號裡面) (1)

ur=電路里的總電流i * 電阻r;

ul=電路里的總電流i * 電感的感抗xl;

uc=電路里的總電流i * 電容的容抗xc;

u= 電路里的總電流i * 總阻抗z;

把這些關係代入(1)式,得:

阻抗z=√r^2+(xl-xc)^2 (都在根號裡面) (2)

當電路發生諧振時,xl剛好等於xc,所以,電路里總阻抗達到了最小值

z=r;

電流達到了最大值

i=u/r。

對於總電路來說,電感和電容相當於一點阻抗都沒有了。但他們各自本身是有阻抗的,只不過對總電路來說互相抵消了而已。因為電感的感抗是隨頻率上升的,電容的容抗是隨頻率下降的,正好在諧振頻率時他們兩者相等。

這時,電感上的電壓:

ul=i*xl

電容上的電壓:

uc=i*xc

他們大小相等,方向相反。

設諧振頻率為f0,則

xl=2*∏*f0*l

xc=1/(2*∏*f0*c)

即:2*∏*f0*l=1/(2*∏*f0*c)

f0=1/(2*∏*√l*c) (3)

我們把諧振時電感或電容上的電壓與電源電壓的比值,定義為電路的品質因數q。其物理意義就是看看電感或電容上的電壓比電源電壓大了多少倍。

因為諧振時電阻上的電壓剛好等於電源電壓,所以:

q=ul/u=uc/u=xl/r=xc/r=2*∏*f0*l/r=1/(2*∏*f0*c*r)

那麼為什麼諧振時電感或電容上的電壓會高於電路的總電壓q倍呢?就是因為電路里的電流達到了最大值,而電感的感抗又與電容的容抗相等。所以他們都達到了電源電壓的q倍。

從上面的公式還可以看到,想增大q值,必須儘量減少電路里的「等效」串聯電阻。想減少q值,就要增大r。

我為什麼要在串聯電阻前加「等效」二字呢?是因為分析串聯諧振電路時,應把並聯在電感或電容上的電阻「等效」為串聯電阻來看待。

2樓:匿名使用者

隨便找本電路原理或者射頻電路方面的書都有

串聯諧振電流計算公式,及並聯諧振電壓計算公式。

3樓:匿名使用者

發生串聯諧振時,只有電阻,故電流和電壓同相,發生並聯諧振時,類似阻抗模值最大,用到品質因數計算

4樓:匿名使用者

你都說了誤人子弟的不要來,那你還來這問,告訴你,就這樣是給你說不清楚的,要給你說清楚還要看你悟性怎麼樣,找本書看看吧,至少20頁.

5樓:匿名使用者

串聯諧振時電路的阻抗虛部等於0,即z=r+jx,x=0,z=r所以 i=u/z=u/r

並聯諧振時電路的導納虛部等於0,即y=g+jb,b=0,y=g=1/r,所以u=i/y=ir

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