谐振电路
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对于包含电容和电感及电阻元件的无源一端口网络,其端口可能呈现容性、感性及电阻性,当电路端口的电压U和电流I,出现同相位,电路呈电阻性时。称之为谐振现象,这样的电路,称之为谐振电路。谐振的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换,此增彼减,完全补偿。电场能和磁场能的总和时刻保持不变,电源不必与电容或电感往返转换能量,只需供给电路中电阻所消耗的电能。在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的。如果调节电路元件(L或C)的参数或电源频率,可以使它们相位相同,整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象,并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征,同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同,有串联谐振和并联谐振两种。
谐振电路在无线电技术、广播电视技术中有着广泛的应用。各种无线电装置、设备、测量仪器等都不可缺少谐振电路。这种电路的显著特点就是它具有选频能力,它可以将有用的频率成分保留下来,而将无用的频率成分滤除,比如收音机、电视机。收音机的天线会同时接收多个电台发射的不同载波的广播节目,而我们收听时,必须在这众多广播节目中选出我们所要接收的那一套广播节目,这就是选频(选台)。改变谐振电路的谐振频率,使其谐振在所需要接收台的载频上,从而选择出所接收台的广播信号,而滤除掉除此之外的其他台及外来的无用信号,这就完成了选台。电视机的选台也是如此。
其动力学方程式是F=-kx。 谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路的区别是不会出现零序量。
串联谐振时等效阻抗最小,阻抗为纯电阻。串联电阻的大小虽然不影响串联谐振电路的固有频率,但有控制和调节谐振时电流和电压幅度的作用。并联谐振的定义与串联谐振的定义相同,即端口上的电压U与输入电流I同相时的工作状况称为谐振。由于发生在并联电路中,所以称为并联谐振。