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串聯(lián)諧振的總電阻
發(fā)布日期：2017-10-20 點(diǎn)擊：2073次
諧振時，電阻與電源電壓不相等的原因是：發(fā)生諧振的時候，電阻上的電壓是電源電壓和充放電電容的電壓疊加的和。所以，電阻電壓=電源電壓+電容電壓，不等于電源電壓。串聯(lián)諧振電路諧振時，串聯(lián)諧振總阻抗等于電阻，串聯(lián)諧振的總電阻則總電壓和電阻上電壓相等。電容和電感上此時都有電壓，而且電感上的電壓和電容上的電壓相等，只不過電壓方向相反而已。操作上千萬要注意，不要誤以為電容和電感上沒有電壓而引起安全問題。
串聯(lián)諧振電路的選頻特性通常用Q值表示，Q值越大，則選頻特性越好。串聯(lián)諧振的總電阻對于串聯(lián)電路，Q=ωL/R=1/ωCR，因此，R=（外阻+內(nèi)阻）越小越好。對于并聯(lián)電路，則R越大越好。當(dāng)然，還要考慮到功率輸出最大問題，所以，一般是串聯(lián)諧振內(nèi)阻等于串聯(lián)諧振外阻。如果信號源一定時，外設(shè)電阻一定時，要適當(dāng)調(diào)整外圍的電容、電感，以增加電路的選頻特性。做串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)時,為什么當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振的時候,電阻上的電壓小于信號源的電壓。串聯(lián)電路中電流處處相同。這個相同，不僅是有效值相同，而且瞬時值也相同，也就是說，任何時刻都相同。
電感和電容中電流與兩端電壓不同相，電容兩端電壓落后于電流90度，而電感兩端電壓超前于電流90度?，F(xiàn)在電感和電容中電流相位相同，所以電感兩端電壓與電容兩端電壓相位相反，也就是說，任何時刻電容和電感上的電壓是互相“抵消”的。串聯(lián)諧振指感抗和容抗都與頻率有關(guān)，必定存在某一頻率，在這個頻率感抗與容抗相等。既然電感兩端電壓是感抗乘電流，電容兩端電壓是容抗乘電流，所以在這個頻率下，電感兩端電壓恰與電容兩端電壓大小相等，方向相反，完全抵消。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相位一般是不同的。如果調(diào)節(jié)電路元件（L或C）的參數(shù)或電源頻率，可以使它們相位相同，整個電路呈現(xiàn)為純電阻性。電路達(dá)到這種狀態(tài)稱之為諧振。
串聯(lián)諧振的總電阻在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，當(dāng)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(xiàn)純電阻性，這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時，電路的阻抗Z=√R2+XC，電抗元件上的電壓最高，所以又稱為電壓諧振；生活中的許多地方都運(yùn)用串聯(lián)諧振的原理設(shè)計的，被試品的電容與電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振連接方式，分壓器的諧振電壓，并作過壓保護(hù)信號，調(diào)頻功率輸出經(jīng)勵磁，聯(lián)諧振的激勵功率。
在串聯(lián)電路中，串聯(lián)諧振的總電阻電路的品質(zhì)因數(shù)Q有兩種測量方法，一是根據(jù)公式 Q=UL/U0=Uc/U0測定，Uc與UL分別為諧振時電容器C與電感線圈L上的電壓；另一種方法是通過測量諧振曲線的通頻帶寬度△f=f2-f1，再根據(jù)Q=f0/(f 2-f1)求出Q值。式中f0為諧振頻率，f2與f1是失諧時，亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的1/√2（=0.707)倍時的上、下頻率點(diǎn)。Q值越大，曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好。在恒壓源供電時，電路的品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數(shù)，與信號源無關(guān)。串聯(lián)諧振就是指作為激勵電壓源以某一頻率加到由串聯(lián)諧振電阻，電容，電感串聯(lián)的電路（任何實(shí)際電路都可以等效為這種戴維南電路模型）兩端時，總的感抗為零，此時的激勵源相當(dāng)于直接加在電阻上，用此時的感抗或容抗與電路中的電阻相比，串聯(lián)諧振的總電阻其比值就是品質(zhì)因數(shù)了。但是品質(zhì)因數(shù)不可以小于零、如果小于零則電路會出現(xiàn)自激震蕩。
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