串聯諧振的產生有哪些原因

在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。阻抗條件，諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0，并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候，串聯電路諧振電流無窮大；并聯電路諧振電壓無窮大（理論值）。在電阻、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等于0，阻抗Z等于電阻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。

在電阻、電容和電感串聯的電路中，感抗Xl和Xc的作用是直接相減的。如果滿足一定條件，恰好使Xl=Xc，則電路的電抗等于零，電路中的電流和電壓相位相同，沒有無功功率在電阻與電感、電容間交換。電路的這種狀態稱為串聯諧振。

電路諧振條件是Xc=Xl，即ωL=1/ωC，由此可得電路固有諧振條件為f0=1/(2π√LC)。

阻抗條件：諧振后虛部相等符號相反。串聯阻抗等于0，并聯阻抗等于無窮大。就是在諧振的時候，串聯電路諧振電流無窮大；并聯電路諧振電壓無窮大(理論值)。或者說：

串聯電路中：總的輸入阻抗的虛部等于零(諧振就是輸出的電壓和電流同相)

在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流位相一般是不同的。如果我們調節電路元件(L或C)的參數或電源頻率，可以使它們位相相同，整個電路呈現為純電阻性。電路達到這種狀態稱之為諧振。

根據諧振原理，我們知道當前電抗器L的感抗值X1與回路中的容抗值Xc相等時，回路達到諧振狀態，此時回路中僅回路電阻R消耗有功功率，而無功功率則在電抗器與試品電容之間來回振蕩，從而在試品上產生高壓。

產生串聯諧振的條件：

XL=XC

由于串聯諧振要在L、C中產生高壓，可能造成擊穿線圈或電容的危害，因此，在電力工程中應盡量避免串聯諧振，而利用串聯諧振試驗裝置進行檢測電力系統就顯得尤為重要了。

在具有R、L、C元件的正弦交流電路中，電路兩端的電壓與電流一般是不同相的。如果改變電路元件的參數值或調節電源的頻率，可使電路的電壓與電流同相，使電路的阻抗呈現電阻的性質，處在這種狀態下的電路稱為諧振。根據電路的不同連接形式諧振現象可分為串聯諧振和并聯諧振。在R、L、C串聯電路中，當電路中的XL=XC時，阻抗角∮=0，即電源電壓和電流同相，這種現象稱為串聯諧振。

串聯諧振的特點：

① 諧振發生時，因感抗XL等于容抗XC，所以，阻抗達到最小值，電路呈電阻性。

② 在電壓U不變的情況下，電路中的電流I達到最大值。

③ 由于諧振時XL=XC，所以UL=UC，而UL和Uc的相位相反，相加時互相抵消，所以電阻上的電壓等于電源電壓。串聯電路諧振時具有某些特點，了解諧振現象可以利用這些特點，又可防止某些特點所帶來的危害。LC諧波濾除裝置就是利用串聯諧振的特點，分別慮除主要各次諧波。在普通無功補償裝置中應避免串聯諧振,這是因為,當串聯諧振發生時，電容元件上的電壓將增高，可能導致電容器絕緣層被擊穿。但在無線電工程中，利用串聯諧振現象的選擇性和所獲得的較高電壓，可將所需要接收的信號提取出來，對LC選頻諧振回路中的品質因數Q，它的定義是：Qo=WoL/r，Wo是回路的諧振頻率，r是電感L的消耗電阻。

發布時間:2021-10-14 訪問次數:1347