谐振在系列RLC电路| Electrical4U亚博ag安全有保障

考虑一个RLC电路其中电阻器,电感器和电容器通过串联连接电压供应。这系列RLC电路具有以称为谐振频率的特定频率谐振的区别特性。
在这个包含电感和电容的电路中，能量以两种不同的方式存储。

当一个当前的在电感器中流动，能量存储在磁场。
当电容器充电时，能量存储在静电场中。

电感器中的磁场是由放电电容器提供的电流构成的。类似地，电容器由电感器磁场崩塌产生的电流充电，这一过程持续不断，导致电能在磁场和电流之间振荡电场。在某些情况下，在某些频率称为谐振频率，归纳电抗电路变得等于电容电抗，其使电能振荡在电容器的电容器和电感器的磁场之间。这形成了一个用于电流的谐波振荡器。在RLC电路中，电阻器的存在导致这些振荡在一段时间内消耗，并且称为电阻的阻尼效果。

电感电抗和电容电抗随频率的变化

感应电抗与频率的变化

我们知道归纳反应x_l= 2πfL表示电感电抗与频率(X_l和支柱ƒ）。当频率为零或在DC的情况下，电感电抗也为零，电路用作短路;但频率增加时;归纳抗抵抗也增加。在无限频率下，电感抗电抗变为无穷大，电路表现为开路。这意味着，当频率增加电感电抗时，当频率降低时，电感电抗也会降低。因此，如果我们在电感电抗和频率之间绘制图形，则它是通过上面图所示的原点的直线线性曲线。

电容电抗的变化与频率

从电容式电抗的公式x明显_C= 1 /2πFC，频率和电容电抗彼此成反比。在DC或频率为零时，电容电抗变为无穷大，电路表现为开路，当频率增加并且变为无限时，电容电抗减小并在无限频率下变为零，在该点作为短路时，电路充当短路，所以电容电抗随着频率的死亡而增加，如果我们在电容电抗和频率之间绘制图形，它是一个双曲线曲线，如上图所示。

电感电抗和电容电抗与频率的关系

从上述讨论中，可以得出结论，电感抗力与频率和电容电抗成比例成反比地与频率成反比，即低频x_l低X_C高，但必须有一个频率，在此频率下，电感电抗的值等于电容电抗。现在，如果我们画一个电感电抗与频率，容性电抗与频率的图表，那么必然会有一个点，在这两个图表相交的地方。在交点处，电感电抗和电容电抗相等，这两个电抗相等的频率称为谐振频率f_r。
在共振频率下，X_l= X_l

在共振时f = f_r在解决上面的等式上，我们得到了，

阻抗与频率的变化

在RLC电路系列中的共振，两个电抗相等，相互抵消。因此，在谐振串联RLC电路中，对电流流动的反对仅仅是由于电阻。谐振时串联RLC电路的总阻抗等于电阻Z = R，阻抗只有实部没有虚部，谐振频率处的这个阻抗称为动态阻抗，这个动态阻抗总是小于串联RLC电路的阻抗。在串联谐振前，即频率前，f_r电容电抗占主导地位，谐振后，电感电抗占主导地位，谐振时电路纯粹作为电阻电路，造成大量电流在电路中循环。

共振电流

在RLC电路串联中，总电压是电阻，电感器和电容器上的电压的相量总和。在RLC电路系列中的共振我们知道，在串联电路中，流过所有元件的电流都是相同的，所以流过电感器和电容的电压幅值相等，方向相反，因此它们相互抵消。因此，在串联谐振电路中，电阻之间的电压等于电源电压，即V = V_r。
在串联RLC电路中，电流I = V / Z，而谐振电流I = V / R，因此谐振频率处的电流最大，谐振阻抗处的电流最小。
上图显示了电路电流和频率之间的曲线。在开始时，当频率增加时，阻抗Z_c减小，因此电路电流增大。在某一时刻频率等于谐振频率后，此时电感电抗等于电容电抗，电路阻抗减小，仅等于电路电阻。所以在这一点，电路电流变成最大I = V / r，现在，当频率进一步增加，Z_l，随着Z的增加_l，当频率为无穷大时，电路电流逐渐减小，最后降为零。