串联谐振试验装置的工作原理(串联谐振测试仪的原理是什么)
在串联RLC电路中,当电感器的电感电抗与电容器的电容电抗值相等时,就会出现一个频率点换句话说,XL=XC发生这种情况的点称为电路的共振频率点(r),当我们分析串联RLC电路时,该共振频率产生串联共振 串联谐振电路是电气和电子电路中最重要的电路之一它们可以以各种形式存在,例如在交流电源滤波器、噪声滤波器中,也可以在无线电和电视调谐电路中找到,这些电路产生一个非常有选择性的调谐电路,用于接收不同的频道考虑下面的简单串联RLC电路 串联RLC电路,我来为大家讲解一下关于串联谐振试验装置的工作原理?跟着小编一起来看一看吧!
串联谐振试验装置的工作原理
在串联RLC电路中,当电感器的电感电抗与电容器的电容电抗值相等时,就会出现一个频率点。换句话说,XL=XC。发生这种情况的点称为电路的共振频率点(r),当我们分析串联RLC电路时,该共振频率产生串联共振。
串联谐振电路是电气和电子电路中最重要的电路之一。它们可以以各种形式存在,例如在交流电源滤波器、噪声滤波器中,也可以在无线电和电视调谐电路中找到,这些电路产生一个非常有选择性的调谐电路,用于接收不同的频道。考虑下面的简单串联RLC电路。
串联RLC电路
串联rlc谐振电路
首先,让我们定义一下我们已经知道的RLC串联电路。
串联电路特性
根据上述感应电抗方程,如果频率或电感增加,则电感器的总感应电抗值也会增加。当频率接近无穷大时,电感器的电抗也会朝无穷大方向增加,电路元件的动作就像开路一样。
然而,当频率接近零或直流时,电感器的电抗将降至零,从而产生与短路相反的效果。这意味着感应电抗与频率“成比例”,在低频时小,在高频时高,这在以下曲线中得到了证明:
频率感应电抗
感应电抗与频率的关系曲线是一条直线。电感器的感应电抗值随着其上的频率增加而线性增加。因此,感应电抗为正,与频率(XL)成正比∝?)
上述容性电抗公式也是如此,但相反。如果频率或电容增加,则总电容电抗将降低。当频率接近无穷大时,电容器的电抗将几乎降至零,从而使电路元件像0Ω的完美导体一样工作。
但当频率接近零或直流电平时,电容器的电抗将迅速增加到无穷大,使其像一个非常大的电阻,变得更像一个开路状态。这意味着对于任何给定的电容值,电容电抗与频率“成反比”,如下所示:
对频率的电容电抗
容性电抗对频率的曲线是一条双曲线。电容器的电抗值在低频时有一个非常高的值,但随着其上的频率增加,电抗值会迅速降低。因此,容性电抗为负值,与频率(XC)成反比∝?-1)
我们可以看到,这些电阻的值取决于电源的频率。在较高频率下,XL较高,而在较低频率下,XC较高。然后必须有一个频率点,如果XL的值与XC的值相同,则存在。
如果我们现在将电感电抗曲线放在电容电抗曲线的顶部,使两条曲线位于相同的轴上,则交点将给出串联谐振频率点(fr或ωr),如下所示。
串联谐振频率
公式中:fr表示赫兹,L表示亨利,C表示法拉。
当两个电抗的作用相反且相等,当XL=XC时,交流电路中会发生电谐振。上图中发生这种情况的点是两条电抗曲线相互交叉。
在串联谐振电路中,谐振频率fr点可计算如下。
串联rlc共振方程
我们可以看到,在谐振时,从数学上讲,两个电抗相互抵消为XL–XC=0.这使得串联LC组合充当短路,在串联谐振电路中电流流动的唯一阻力是电阻R。
在复数形式中,谐振频率是串联RLC电路的总阻抗变成纯阻抗时的频率“真实”即没有虚阻抗的存在。这是因为在共振时它们被抵消了。因此,串联电路的总阻抗就变成了电阻值,因此:Z=R。
那么在谐振时,串联电路的阻抗处于其最小值,并且仅等于电阻,稀有电路的。谐振时的电路阻抗被称为电路的“动态阻抗”,XC(通常在高频下)或XL(通常在低频)将主导谐振的任一侧,如下所示。
请注意,当容性电抗在电路中占主导地位时,阻抗曲线本身呈双曲线形状,但当感性电抗在电路中占主导地位时,由于的线性响应,曲线是非对称的XL。
您可能还注意到,如果谐振时电路阻抗最小,则电路导纳必须处于其最大值,串联谐振电路的特征之一是导纳非常高。但这可能是一件坏事,因为谐振时非常低的电阻值意味着流经电路的电流可能会高得危险。
我们还记得上一讲串联RLC电路时,串联组合两端的电压是下式的相量和V稀有,VL和VC。
然后,如果谐振时两个电抗相等并抵消,则两个电压代表VL和VC值也必须相反和相等,从而相互抵消,因为纯分量的相量电压为 90°o和-90度o分别是。
然后在一个串联共振电路组件VL=-VC由此产生的无功电压为零,所有电源电压都通过电阻下降。因此,V稀有=V供给正是由于这个原因,串联谐振电路被称为电压谐振电路,(与作为电流谐振电路的并联谐振电路相反)。
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