串聯(lián)諧振是怎么諧振的及其原理解析

諧振電路在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流位相一般是不同的。如果我們調(diào)節(jié)電路元件（L或C）的參數(shù)或電源頻率，可以使它們位相相同，整個電路呈現(xiàn)為純電阻性。電路達(dá)到這種狀態(tài)稱之為諧振。在諧振狀態(tài)下，電路的總阻抗達(dá)到極值或近似達(dá)到極值。研究諧振的目的就是要認(rèn)識這種客觀現(xiàn)象，并在科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)上充分利用諧振的特征，同時又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。按電路聯(lián)接的不同，有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種。

串聯(lián)諧振時，電感電壓與電容電壓等值異號，即電感電容吸收等值異號的無功功率，使電路吸收的無功功率為0；電場能量和磁場能量都在不斷變化，但此增彼減，互相補(bǔ)償，這部分能量在電場和磁場之間振蕩，全電路電磁場能量總和不變 ；激勵供給電路的能量全轉(zhuǎn)化為電阻發(fā)熱。為了維持振蕩，激勵必須不斷供給能量補(bǔ)償電阻的發(fā)熱消耗，與電路中總的電磁場能量相比每振蕩一次電路消耗的能量越少，電路的品質(zhì)越好。

串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振電路的原理

隨著各個地方電纜的交流試驗規(guī)程的不斷建立和電力系統(tǒng)大容量試品的增多，串聯(lián)諧振電源電源在電力系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛，要求我們對串聯(lián)諧振的認(rèn)識不斷深入，我們將對串聯(lián)諧振的原理和串聯(lián)諧振電源在現(xiàn)場的應(yīng)用和大家一起展開討論。

串聯(lián)諧振的原理

先說諧振的產(chǎn)生，諧振是有R、L、C元件組成的電路在一定條件下的一種特殊現(xiàn)象，我們先帶領(lǐng)大家一起來分析R、L、C串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件和諧振時電路的特征，如圖1所示，R、L、C串聯(lián)電路在正弦電壓∪的作用下：其復(fù)阻抗為：

式中，電抗X=X1-Xc是角頻率w的函數(shù)，X隨w變化的情況如圖2所示，當(dāng)w從零開始向∞變化時，X從-∞向+∞變化，在w《w0時，X《0時，電路為容性，在w》W0時，X》0時，電路為感性，在w=W0時，此時，電路阻抗Z（w0）=R為純電阻，電壓和電流同相，我們將電路此時的工作狀態(tài)稱為諧振，由于這種諧振發(fā)生在RLC串聯(lián)電路中，我們又可以稱為串聯(lián)諧振，串聯(lián)諧振電路等，公式1就是串聯(lián)電路發(fā)生的諧振條件， 由此可得諧振角頻率w。如下圖：

諧振頻率為

由此可見，串聯(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數(shù)l,C決定的，與外部條件無關(guān)，當(dāng)電源一定時，可以調(diào)節(jié)L,C使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧振。