谐振条件
当电感线圈与电容器并联时,电路的入端导纳为:
$$Y = \frac{1}{R} + \frac{1}{j\omega L} + j\omega C$$谐振时,电路的虚部导纳为零,即:
$$B = \frac{1}{\omega L} - \omega C = 0$$解得谐振角频率为:
$$\omega_0 = \frac{1}{\sqrt{LC}}$$考虑到一般线圈电阻R远小于ωL,则等效导纳近似为:
$$Y \approx \frac{1}{R} + j\omega C$$此时,谐振角频率近似为:
$$\omega_0 \approx \frac{1}{\sqrt{LC}} - \frac{R^2}{2L^2}$$电路的等效电阻为:
$$R_{eq} = \frac{1}{Y} = \frac{R}{\sqrt{1 + \left(\frac{\omega}{\omega_0} - \frac{\omega_0}{\omega}\right)^2}}$$谐振特点
1. 输入阻抗很大
谐振时,电路的输入阻抗为无穷大。
2. 电流一定时,总电压较高
谐振时,电路的总电压比输入电压高出Q倍。
3. 支路电流是总电流的Q倍
谐振时,流过电感线圈和电容器的电流是总电流的Q倍,且相位相反。
相量图
谐振时的相量图如图3所示:
其中,R<<ωL。
串联谐振和并联谐振分别有什么应用?
一、串联电路谐振应用有: 1、串联谐振可以用作从众多频率信号中筛选所需信号,利用谐振时电感(或电容)的电压高于外加信号电压的特点,得到高抄于原信号Q倍的电压再进行放大,在筛选有用信号的同时也抑制了其它频率信号的干扰。
2、串联谐振袭还可以吸收谐振频率的干扰信号,利用谐振时阻抗最小的原理,将LC串联支路并联在电路中,使得谐振频率的信号得打最大的旁路,而其它频率信号可以畅通无阻,形成带阻滤波。
3、将LC串联支路串联在电路中,利用谐振频率LC阻抗最百小的原理,使得谐振频率信号可以畅通无阻,其它频率信号不同程度受阻的局面,形成带通滤波。
二、并联电路谐振的应用
1、并联谐振可以并在输入信号回路中,利用并联谐振时阻抗最大的原理,使谐振频率信号通过,而非谐振信号被大幅度度吸收衰减,形成带通滤波。
2、并联谐振也可以串在输入信号回路中,利用并联谐振时阻抗最大的原理,使谐振频率信号受阻不予通过,而让其它信号顺利通过,形成带阻滤波。
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