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谐振电路的基础理解与应用

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谐振电路的基础理解与应用

一.介绍:

在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件(L或C)的参数或电源频率,可以使它们位相相同,整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象,并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征,同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同,有串联谐振和并联谐振两种。

二.原理:

1.串联谐振

 

对于RLC串联电路,谐振时应

RLC串联电路中,当电路中的参数LC一定时,谐振频率也就确定了。当电源频率等于谐振频率时,电路就发生谐振。反之,当外加电压的频率固定时,也可以通过改变电路参数(LC)使电路达到谐振。

 


2.并联谐振



在外加电压U下,总电路电流相量为:


要使电路发生谐振,电流I应与电压U同相位,即上式虚部为零,因此满足下列条件:

三.应用:

谐振电路在元器测量中的应用

    1.谐振电路在元器测量中的应用

谐振电路可以用于电路元件参数测试,用谐振电路测量电路元件参数的方法称为谐振测试法。谐振测试法就是根据谐振回路的谐振特性建立起来的测电路元件参数的方法。谐振法电路简单,且符合高频电路元件参数测试的主要方法。

      2.在器件中的运用

在串联电路中,除谐振频率以外,电路对信号电流有一定阻抗,而回路谐振时,L的感抗与C的容抗相等并相互抵销,对谐振频率来说,仅有电感线圈本身很小的电阻影响,谐振频率信号可以顺利通过,而谐振频率以外的频率信号不能通过。 在并联电路中,当谐振在某一频率时,回路呈现的阻抗最大,它相当一个大电阻,信号电流最小,而回路两端的电压却达到最大值。也就是说,并联谐振电路阻止交流电流通过而通过交流信号电压。 衡量谐振电路性能的一个重要指标是选择性.选择性越好,选频特性就越“尖锐”,但信号的通频带(允许通过的频率范围)就越窄。如,收音机的选择性越好其选合能力越强。选择性好坏与收音机中的输入调谐回路、中频变压器的品质有很大关系。

结语:

谐振电路在实际中的应用还有很多,比如:用于信号的选择、提高功率的传输效率等等,我们有理由相信,随着科学技术的发展,谐振电路在我们生活中还会有越来越重要的。

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