串联/并联谐振电路详解

Aguilera

串联/并联谐振电路详解 [复制链接]

在含有电阻、电感和电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相的，若调节电路参数或电源频率使电流与电源电压同相，电路呈电阻性，称这时电路的工作状态为谐振。

谐振现象是正弦交流电路的一种特定现象，它在电子和通讯工程中得到广泛应用，但在电力系统中，发生谐振有可能破坏系统的正常工作。

谐振一般分串联谐振和并联谐振。顾名思义，串联谐振就是在串联电路中发生的谐振。并联谐振就是在并联电路中发生的谐振。

串联谐振

简介

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

串联谐振发生的条件

一个串联电路中，要想发生谐振，需要满足一定的条件。

当

，即：

时，

，这时，电压与电流同相,电路中发生串联谐振。

由

，可得

，则谐振频率就是

。

串联谐振电路特点

● 总阻抗值最小

● 电源电压一定时，电流最大

● 电路呈电阻性，电容或电感上的电压可能高于电源电压

谐振时电路中的能量变化

电路向电源吸收的 Q=0 ，谐振时电路能量交换在电路内部的电场与磁场间进行。电源只向R提供能量。

高电压可能会损坏设备。在电力系统中应避免发生串联谐振。而串联谐振在无线电工程中有广泛应用。

串联谐振电路的应用

利用串联谐振产生工频高电压，应用在高电压技术中，为变压器等电力设备做耐压试验，可以有效的发现设备中危险的集中性缺陷，是检验电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法。应用在无线电工程中，常常利用串联谐振以获得较高的电压。

在收音机中，常利用串联谐振电路来选择电台信号，这个过程叫做调谐，下图即为其典型电路。

当各种不同频率信号的电波在天线上产生不同频率的电信号，经过线圈1L感应到线圈2L。如果振荡电路对某一信号频率发生谐振时，回路中该信号的电流最大，则在电容器两端产生一高于此信号电压Q倍的电压CU。而对于其它各种频率的信号，因为没有发生谐振，在回路中电流很小，从而被电路抑制掉。所以，可以改变电容C，以改变回路的谐振频率来选择所需耍的电台信号。

并联谐振

简介

在电感和电容并联的电路中，当电容的大小恰恰使电路中的电压与电流同相位，即电源电能全部为电阻消耗，成为电阻电路时，叫作并联谐振。

并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率。谐振时，电路的总电流最小，而支路的电流往往大于电路的总电流，因此，并联谐振也称为电流谐振。

发生并联谐振时，在电感和电容元件中流过很大的电流，因此会造成电路的熔断器熔断或烧毁电气设备的事故；但在无线电工程中往往用来选择信号和消除干扰。

并联谐振发生条件

在以下两类电路中

发生并联谐振时，

（a）

由

，

可得

，

则谐振频率就是

（b）

可得：

一般情况下，线圈电阻R远远小于XL,因此，忽略R得到

，即得谐振频率