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串联电路谐振电压变化 理论分析串联谐振电压升高的原因
时间:2022-08-13    来源:本站    阅读次数:212
从理论上分析了串联谐振电压升高的原因。
下图所示的串联谐振电路:

电感L的阻抗为LJω,电容C的阻抗为1/(cJω),整个环路的阻抗
Z=R+j(Lω-1/(Cw))。
当Lω=1/(Cω)时,整个电路的阻抗最小,在这种情况下,整个电路处于串联谐振状态。
相应的谐振频率为1/2/π/sqrt(L*C)。
流经整个电路的电流为:

电感L上的电压表示为:

电感器上的电压UL与电源电压u的幅度之比,即复数的模之比,为:

在谐振状态下,Lω=1/(Cω),R一般是导线的阻抗,一般很小。
因此

因此,电感两端的电压远大于电源电压。类似地,电容两端的电压远大于电源电压。电感和电容上的电压可以达到电源电压的几百倍甚至几千倍。
当开关接通时,电感线圈被电容器磁化以储存电能。当开关断开时,存储在电感线圈中的磁能被转换成电能并被释放。同时,电容储存的电压也通过电感线圈释放出来,两个电压会一起下降。开关在导通、饱和、截止三个区域反复工作,谐振电容和谐振线圈会在充电、储能、放电三个区域工作..................................................此时电路的电流等于U/R,由于串联,流过阻容电感(RLC)的电流是一样的,所以电感上的电压就是感抗乘以电流,电容上的电压幅值和电感上的电压幅值是一样的。如果我们减小R,电流就会增加。如果电阻为0,理论上电流等于无穷大,那么电感和电容上的电压都是无穷大。串联谐振电路谐振时,电流与电压同相,电流达到最大值。电容器和电感器上的电压等于施加电压的Q倍,因此串联谐振也称为电压谐振。
串联谐振电路谐振时:电感和电容两端电压相等,但相位相反。两端电压之和至少为0,支路电压最大。电源电压和电感电压叠加在电容的两端。因为电容的电感电压相等,电容两端的电压不断上升,又因为品质因数Q的影响,上升到一定水平,就结束了。

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