諧振電路的原理和作用

含有電感線(xiàn)圈和電容器的無(wú)源(指不含獨(dú)立電源)線(xiàn)性時(shí)不變電路在某個(gè)特定頻率的外加電源作用下，對(duì)外呈純電阻性質(zhì)的現(xiàn)象。這一特定頻率即為該電路的諧振頻率。以諧振為主要工作狀態(tài)的電路稱(chēng)諧振電路。無(wú)線(xiàn)電設(shè)備都用揩振電路完成調(diào)諧、濾波等功能。電力系統(tǒng)則需防止諧振以免引起過(guò)電流、過(guò)電壓。

　　電路中的諧振有線(xiàn)性諧振、非線(xiàn)性諧振和參量諧振。前者是發(fā)生在線(xiàn)性時(shí)不變無(wú)源電路中的諧振，以串聯(lián)諧振電路中的諧振為典型。非線(xiàn)性諧振發(fā)生在含有非線(xiàn)性元件電路內(nèi)。由鐵心線(xiàn)圈和線(xiàn)性電容器串聯(lián)(或并聯(lián))而成的電路(習(xí)稱(chēng)鐵磁諧振電路 )就能發(fā)生非線(xiàn)性諧振 。在正弦激勵(lì)作用下，電路內(nèi)會(huì)出現(xiàn)基波諧振、高次諧波諧振、分諧波諧振以及電流(或電壓)的振幅和相位跳變的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)鐵磁諧振。參量諧振是發(fā)生在含時(shí)變?cè)娐穬?nèi)的諧振。一個(gè)凸極同步發(fā)電機(jī)帶有容性負(fù)載的電路內(nèi)就可能發(fā)生參量諧振。

　　串聯(lián)諧振電路：用線(xiàn)性時(shí)不變的電感線(xiàn)圈和電容器串聯(lián)成的諧振電路。這種電路產(chǎn)生的諧振稱(chēng)串聯(lián)諧振，又稱(chēng)電壓諧振。當(dāng)外加電壓的頻率ω 等于電路的諧振頻率ω0時(shí)，除改變ω可使電路諧振外，調(diào)整L、C的值也能使電路諧振。諧振時(shí)電路內(nèi)的能量過(guò)程是在電感和電容之間出現(xiàn)周期性的等量能量交換。以品質(zhì)因數(shù)Q值表示電路的性能，Q值越大，諧振曲線(xiàn)越尖窄 ，則電路的選擇性越好。考慮信號(hào)源的內(nèi)阻時(shí)，Q值要下降 ，因此，串聯(lián)諧振電路不宜與高內(nèi)阻信號(hào)源一起作用。

　　并聯(lián)諧振電路：用線(xiàn)性時(shí)不變電感線(xiàn)圈和電容器并聯(lián)組成的諧振電路。其中的諧振稱(chēng)并聯(lián)諧振，又稱(chēng)電流諧振。以Q表示電路的性能，電路內(nèi)的能量過(guò)程與串聯(lián)諧振電路類(lèi)似。信號(hào)源內(nèi)阻會(huì)降低Q 值，且內(nèi)阻越小，品質(zhì)因數(shù)值越小 ，所以并聯(lián)諧振電路不宜與低內(nèi)阻信號(hào)源一起使用。

　　式中R為電阻，L為電感，C為電容，ω為非諧振頻率，ω0為諧振頻率。電路內(nèi)的能量過(guò)程與串聯(lián)諧振電路類(lèi)似。信號(hào)源內(nèi)阻會(huì)降低Q 值，且內(nèi)阻越小，品質(zhì)因數(shù)值越小 ，所以并聯(lián)諧振電路不宜與低內(nèi)阻信號(hào)源一起用。

　　原理：

　　主要是指電感、電容并聯(lián)諧振組成的LC振蕩器。

　　因?yàn)長(zhǎng)C回路有選頻特性。理由：回路的等效阻抗Z=(-J/ωC)//(R+JωL),可知，阻抗Z與信號(hào)頻率有關(guān)。不同頻率的信號(hào)電流(同等大小的電流)在通過(guò)回路時(shí)，產(chǎn)生的電壓是不同的。只有一個(gè)頻率的信號(hào)電流產(chǎn)生的電壓大，就是當(dāng)信號(hào)角頻率ω=ω0=1/√LC時(shí)。此時(shí)回路阻抗大，叫做并聯(lián)諧振。

　　作用:

　　RCL串聯(lián)電路中的感抗與容抗有相互抵消的作用，即ωL-1/ωC=0，此時(shí)串聯(lián)電路中的電抗為0，電流和電壓同相位，稱(chēng)謂串聯(lián)諧振。

　　RLC并聯(lián)電路中的感抗與容抗有相互抵消的作用，即1/ωL-ωC=0，此時(shí)并聯(lián)電路中的電抗為0，電流和電壓同相位，稱(chēng)謂并聯(lián)諧振。

　　串聯(lián)諧振的電流有效值達(dá)到大，并聯(lián)諧振的電壓有效值達(dá)到大，串聯(lián)諧振的L和C兩端可能出現(xiàn)高電壓，并聯(lián)諧振L和C兩端肯能出現(xiàn)過(guò)電流，串聯(lián)諧振電抗電壓為0，并聯(lián)諧振電抗電流為0。