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串联谐振电路谐振电压计算
2021-07-14

串联谐振总结结论:元件参数的变化对频率、带宽及品质因数的影响。


请注意,当电容电抗支配电路时,阻抗曲线本身具有双曲线形状,但是当电感电抗支配电路时,由于XL的线性响应,该曲线是非对称的。您可能还注意到,如果电路阻抗在谐振时处于最小值,则电路的导纳必须处于最大值,而串联谐振电路的特征之一就是导纳非常高。但这可能是一件坏事,因为谐振时的电阻值非常低意味着流经电路的合成电流可能会非常危险。我们从关于串联RLC电路的上一教程中回想起,串联组合两端的电压是VR,VL和VC的相量之和。然后,如果在谐振时两个电抗相等且相抵消,则代表VL和VC的两个电压也必须相反且值相等,从而相互抵消,因为对于纯分量而言,相量电压的取值是+90o和-90o分别。然后,在串联谐振电路中,当VL = -VC时,所产生的无功电压为零,并且所有电源电压都在电阻两端下降。因此,VR =Vsupply,因此,将串联谐振电路称为电压谐振电路(与作为电流谐振电路的并联谐振电路相反)。


串联谐振


串联谐振:此时电路的等效阻抗最小,电流最大,阻抗为存电阻特性,串联谐振又叫电压谐振。


当f>fr时,XL>XC,电路为电感性。当f<fr时,XL<XC,电路为电容性。当f=0或f=∞时,Z=∞,电路为开路。(5)若将电源频率f由小增大,则电路阻抗Z的变化为先减后增。


串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位,即电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上时相等的,从而使所研究电路呈现纯电阻特性,在给定端电压的情况下,所研究的电路中将出现最大电流,电路中消耗的有功功率也最大.


在串联谐振电路中,由于串联L、C流过相同的电流,所以能量交换是通过电压极性的变化进行的;在并联电路中,L、C的两端是相同的电压,因此能量转换是两个元件的相反的电流相位。 


在串联谐振情况下,电感电压和电容电压是等价的,即电感电容吸收不同数目的等效无功率,使电路吸收的无功率为0。


R-L-C串联电路欲产生谐振时,可调整电源频率f、电感器L或电容器C使其达到谐振频率fr,而与电阻R完全无关。


串并联谐振式绝缘节由钢轨ac、db、空芯电感L0与L1C1串联支路一起构成f1的并联谐振回路,使f1信号电流向左传送。L1C1串联支路对f2信号呈现零阻抗,使f2信号不会与f1信号相混。同理,钢轨ce、df、空芯电感L0与L2C2C3串并联支路一起构成f2的并联谐振回路,使f2信号电流能够接收。L2C2串联支路对f1信号呈现零阻抗,使f1信号不会与f2信号相混。这样,就实现了f1区段与f2区段相互隔离。


相邻轨道电路区段在电气绝缘节区域存在重叠区,因此在整个轨道电路传输区域不存在“死区”。


串联谐振电路之质量因子:(1)定义:电感器或电容器在谐振时产生的电抗功率与电阻器消耗的平均功率之比,称为谐振时之品质因子。


当X=0时,电路处于谐振状态,此时感抗和容抗相互抵消了,于是电路中的阻抗最小。因此电流最大,电路此时是一个纯电阻性负载电路,电路中的电压与电流同相。电路在谐振时容抗等于感抗,所以电容和电感上两端的电压有效值必然相等;


教学目标为理实结合,夯实基础。进一步巩固串联谐振电路各项性能指标的意义。教学目的是经历探索,体验成功。初步经历从电路设计中资料查询到仿真实验再到电路连接与调试,训练发现问题、表述问题、实验探索和方法总结等能力点,达到提升实际动手能力的目标。本实验为电路基础的一个功能实验,要经历查找资料、设计、仿真、测量,绘图等过程。总体采取实验探索、行动导向、对比讨论、启发引导的教学模式。


谐振电路是在具有电阻R、电感L、电容C的交流电路中;一般电路的电压与电流电路中的相位是不同的。


当频带宽度BW很宽,表示质量因子Q值很低;若Q<10时
我们可以看到然后,在共振,这两个电抗彼此抵消从而串联LC组合充当与仅反对电流流动在串联谐振电路作为电阻,短路ř。在复数形式中,谐振频率是串联RLC电路的总阻抗变为纯粹“实数”的频率,即不存在虚阻抗。这是因为在共振时它们被抵消了。因此,串联电路的总阻抗为电阻的只是值,并且因此:  Z=R。然后,在谐振时,串联电路的阻抗处于最小值,并且仅等于电路的电阻R。谐振时的电路阻抗称为电路的“动态阻抗”,取决于频率,XC(通常在高频下)或  XL(通常在低频下)将主导谐振的任一侧。


 第二类是自然衰耗式,又称叠加式。它是利用轨道电路的自然衰耗,相邻轨道电路采用不同的信号电流,通过在轨道外滤波的原理使相邻轨道电路的工作互不影响。

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