LC串联谐振电路,产生谐振高压的原理?及相关的计算公式?
一、LC串联谐振电路,产生谐振高压的原理?及相关的计算公式?
在RLC串联电路中,因为电感上的电压UL和电容上的电压UC是反相的,电感上的电压超前电阻上的电压UR 90度,电容上的电压滞后电阻上的电压90度,电感和电容上的电压相互抵消,抵消后的差额(UL-UC)与电阻上的电压方向差90度。求电路的总电压U时,就要把UR作为一条直角边,把(UL-UC)作为一条直角边,把U作为斜边来解直角三角形。于是有:
电路的总电压U=√UR^2+(UL-UC)^2 (都在根号里面) (1)
UR=电路里的总电流I * 电阻R;
UL=电路里的总电流I * 电感的感抗XL;
UC=电路里的总电流I * 电容的容抗XC;
U= 电路里的总电流I * 总阻抗Z;
把这些关系代入(1)式,得:
阻抗Z=√R^2+(XL-XC)^2 (都在根号里面) (2)
当电路发生谐振时,XL刚好等于XC,所以,电路里总阻抗达到了最小值
Z=R;
电流达到了最大值
I=U/R。
对于总电路来说,电感和电容相当于一点阻抗都没有了。但他们各自本身是有阻抗的,只不过对总电路来说互相抵消了而已。因为电感的感抗是随频率上升的,电容的容抗是随频率下降的,正好在谐振频率时他们两者相等。
这时,电感上的电压:
UL=I*XL
电容上的电压:
UC=I*XC
他们大小相等,方向相反。
设谐振频率为f0,则
XL=2*∏*f0*L
XC=1/(2*∏*f0*C)
即:
2*∏*f0*L=1/(2*∏*f0*C)
f0=1/(2*∏*√L*C) (3)
我们把谐振时电感或电容上的电压与电源电压的比值,定义为电路的品质因数Q。其物理意义就是看看电感或电容上的电压比电源电压大了多少倍。
因为谐振时电阻上的电压刚好等于电源电压,所以:
Q=UL/U=UC/U=XL/R=XC/R=2*∏*f0*L/R=1/(2*∏*f0*C*R)
那么为什么谐振时电感或电容上的电压会高于电路的总电压Q倍呢?就是因为电路里的电流达到了最大值,而电感的感抗又与电容的容抗相等。所以他们都达到了电源电压的Q倍。从上面的公式还可以看到,想增大Q值,必须尽量减少电路里的“等效”串联电阻。想减少Q值,就要增大R。
我为什么要在串联电阻前加“等效”二字呢?是因为分析电路时,应把并联在电感或电容上的电阻“等效”为串联电阻来看待。
二、串联谐振电路?
串联谐振
电学学科中的专业术语
变频谐振、变频串联谐振、串联谐振、调频串联谐振、串联谐振耐压试验装置、串联谐振试验设备、电缆耐压试验装置、工频耐压试验装置、高压交联电缆交流耐压试验设备、交流耐压试验装置、调频谐振、调频串联谐振交流耐压试验装置,变频串谐,串谐试验装置,串谐耐压装置,GIS交流耐压试验装置,发电机工频(交流)耐压试验装置,电动机工频(交流)耐压试验装置、变压器工频(交流)耐压试验装置,工频耐压试验设备,工频耐压,便携式电缆耐压试验装置等。
三、用LC串联谐振电路设计陷波器?
如果是低频电路就好办了.
首先你要做的是一个滤波器的设计,这个滤波器是带阻滤波器.不过你还是要确定你的滤波器的过度带宽度,因为过度带宽度越大,那么谐振电路的级数也就越少,成本也小
然后是计算参数,根据阻抗匹配原理,确定你使用的是串联谐振还是并联谐振电路
计算好参数,最好用计算机算吧.把滤波器参数转换为电感电容还有电阻的参数,你可以参考滤波器方面的书
大致是这样
不过这只是我的想法,在你的设计中,能不能用这样的滤波器替代我就不清楚了
四、lc谐振电路的谐振公式?
频率计算公式为f=1/[2π√(LC)],其中f为频率,单位为赫兹(Hz);L为电感,单位为亨利(H);C为电容,单位为法拉(F)。LC振荡电路,是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路,用于产生高频正弦波信号,常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路。LC振荡电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的,要让LC振荡电路向外辐射足够强的电磁波,必须提高振荡频率,并且使电路具有开放的形式。工作原理开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大,然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率f0。并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。设基极的瞬间电压极性为正。经倒相集电压瞬时极性为负,按变压器同名端的符号可以看出,L2的上端电压极性为负,反馈回基极的电压极性为正,满足相位平衡条件。偏离f0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件,只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适,满足振幅条件,就能产生频率f0的振荡信号。
五、lc谐振电路原理?
在含有电容和电感的电路中,如果电容和电感并联,可能出现在某个很小的时间段内:电容的电压逐渐升高,而电流却逐渐减少;与此同时电感的电流却逐渐增加,电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内:电容的电压逐渐降低,而电流却逐渐增加;与此同时电感的电流却逐渐减少,电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值,电压的降低也可达到一个负的最大值,同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化,此时我们称为电路发生电的振荡。
电容和电感串联,电容器放电,电感开始有有一个逆向的反冲电流,电感充电;当电感的电压达到最大时,电容放电完毕,之后电感开始放电,电容开始充电,这样的往复运作,称为谐振。而在此过程中电感由于不断的充放电,于是就产生了电磁波。
电路振荡现象可能逐渐消失,也可能持续不变地维持着。当震荡持续维持时,我们称之为等幅振荡,也称为谐振。
谐振时间电容或电感两端电压变化一个周期的时间称为谐振周期,谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关,即:f=1/(2π√LC)(Hz)
一般来说,用户的负荷是感性的,你的表述有条件,电容和电感都是随着频率变化的,只能说在特定频率下电容和电感的绝对值相等,而它们的方向相反。这样就相互抵消了,电路中的电阻本来就很小,这时就形成大电流,造成设备的损坏。
六、rlc串联谐振电路实验报告
RLC串联谐振电路实验报告
本实验主要通过搭建RLC串联谐振电路,以及对该电路进行实验和测试,探究谐振频率、幅值衰减以及相位角等相关特性。RLC串联谐振电路是电工电子技术领域中一种重要的电路,其在通信系统、滤波器设计以及谐振器等方面都有广泛的应用。
一、实验目的
1. 了解RLC串联谐振电路的基本原理和特性。
2. 掌握实验中的测量方法和操作技巧。
3. 分析实验结果,验证理论公式,培养动手能力和实际问题解决能力。
二、实验材料和仪器
1. RLC电路实验板。
2. 函数信号发生器。
3. 数字多用表。
4. 示波器。
三、实验原理
RLC串联谐振电路由电感L、电阻R和电容C串联组成。在特定的频率下,当输入源电压频率与电路的固有频率相同时,电路的幅值将达到最大,此时谐振电路发生共振。
在共振频率下,电路的阻抗取决于RLC电路的元件特性,其中电感和电容的阻抗大小相等,且互相抵消。由于电流的相位在电感和电容上具有90度的差别,因此电路的阻抗为纯虚数,仅由电阻决定。同时,电路的相位角为零,电流和电压的相位完全相同。
反之,当频率偏离共振频率时,电路的阻抗将不再相等,导致共振现象消失。电路的阻抗将由纯虚数转变为复数,同时阻抗大小由电感和电容的阻抗差值决定。
四、实验步骤
1. 按照实验电路图连接电路,包括电感、电容和电阻。
2. 将示波器的Y轴探头分别与电容和电阻两端相连,并调节示波器的扫描时间和触发源使波形稳定。
3. 通过函数信号发生器调节输出频率为待测频率,并调节幅值使得电压恒定。
4. 通过数字多用表测量电压和电流值,记录数据。
5. 重复步骤3和步骤4,改变输入频率,并记录数据。
6. 分析实验数据,计算并绘制曲线图,得出结论。
五、实验数据记录
在实验中,我们通过改变输入频率,并测量电压和电流值的变化,得出以下数据:
- 频率: {数值1} Hz
- 电压: {数值2} V
- 电流: {数值3} A
重复上述步骤,并得到一系列实验数据。
六、实验结果分析
根据实验数据计算得出不同频率下的电压和电流数值,进而计算出电路的阻抗和相位角。通过绘制曲线图,我们可以观察到电压和电流随着频率的变化情况。
根据实验结果,当频率接近共振频率时,电路的电压幅值将达到最大值,电流呈现相同的特性。同时,阻抗将最小,相位角为零。而当频率偏离共振频率时,电路的电压和电流呈现衰减的特性,随着频率的增加或减小,幅值逐渐降低。
七、实验结论
通过实验可以得出以下结论:
- RLC串联谐振电路具有特定的共振频率,频率靠近共振频率时电路幅值最大。
- 在共振频率下,电路的阻抗最小,相位角为零,电压和电流的相位完全相同。
- 当频率偏离共振频率时,电路的幅值衰减,阻抗增大,并且电压和电流的相位差别逐渐增大。
实验结果与理论相吻合,验证了RLC串联谐振电路的基本特性。
八、实验总结
通过本次实验,我们深入了解了RLC串联谐振电路的原理和特性。实验中,我们通过搭建电路和测量数据的方法,对谐振频率、幅值衰减以及相位角等关键特性进行了研究。
实验结果与理论吻合,验证了RLC串联谐振电路的工作原理。同时,通过实验我们也掌握了测量方法和操作技巧,提高了动手能力和实际问题解决能力。
总之,本次实验不仅加深了我们对RLC串联谐振电路的理解,同时也培养了我们的实验能力和科学研究方法。
七、串联谐振电路原理?
串联谐振电路是由质量为L、电容量为C和电阻量为R的电路构成,组成串联电路。电源电压U作为串联电路的输入,而电阻R的电压为串联电路的输出。在串联谐振电路中,电路频率为谐振频率时,电路中电容和电感之间的能量将无限循环,并在电路中达到最大值,同时电流最大,电路呈现出谐振状态。具体原理如下:
1. 当交流电源的频率与电路的谐振频率相等时,电路中的电容和电感上的电压将达到最大值,所以电路呈现出谐振状态。
2. 在谐振频率时,电感和电容组成了一个谐振电路,电路中的电容和电感之间的能量将无限循环,同时电流最大,电路呈现出谐振状态。
3. 在谐振频率时,电路的总阻抗为零,电路中的电流将达到最大值,电阻R上的电压将为零。
4. 在谐振频率时,电路中的能量主要储存在电容和电感中,电流仅流过电容和电感。
5. 谐振电路能够在谐振频率处产生共振率,使共振频率附近的信号产生放大作用,因此谐振电路被广泛应用于生产和保护电力信号。
以上是串联谐振电路的一般原理,具体的应用领域和技术规范还需要根据不同的电路类型进行详细的了解和应用。
八、串联谐振电路特性?
1. 串联谐振装置的调频及功率元件使用最先进的日本进口的优质元器件;
2. 充分利用公司现有资源,完全独立自主开发和设计及生产该设备的所有组成部分:变频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容补偿器和高精度电容分压器;
3. 串联谐振具备全自动(自动调谐、自动升压)、全手动(手动调谐、手动升压)以及半自动(自动调谐、手动升压及手动调谐、自动升压)的多种功能,可任意切换使用;
4. 武汉鼎升电力生产的DAXZ串联谐振装置具备试验电压、加压时间、报警电流整定、报警电压整定、频率范围、起始电压的设置;
5. 串联谐振装置具备放电保护功能,在试品发生闪络时,或其他原因造成的谐振回路突然失谐,变频控制电源立即自动快速切断输出,并显示保护类型和闪落电压值;
6. 测量显示输出电压、输出频率及加压时间、保护动作类型等相关信息,在试验完成时电压自动下降到零位;
7.大液晶全中文界面平台技术,全触摸屏操作,数据保存。
串联谐振是运用串联谐振原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,调节变频控制器的输出频率,使回路电感L和试品C串联谐振,谐振电压即为加到试品上电压。串联谐振利用调谐电感与负荷电容使之产生工频串联谐振,以获得工频试验电压的设备由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式;分压器并联在被试品上,用于测量被试品上的谐振电压,并作过压保护信号;调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路,提供串联谐振的激励功率。
九、lc谐振电路的谐振公式推导?
谐振频率:wo=1/根号(LC)
电容的电压逐渐降低,而电流却逐渐增加;电感的电流却逐渐减少,电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值,电压的降低也可达到一个负的最大值,同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化。
假设品质因数Q为28,那么对于电感L和电容C并联的谐振电路就是电流增大了28倍。对于电感L和电容C串联的谐振电路,就是电压增加了28倍。无线电设备常用谐振电路来进行调谐、滤波等。
扩展资料:
谐振电路对外呈纯电阻性质,即为谐振。发生谐振时,谐振电路将输入放大Q倍,Q为品质因数。
Mr表征系统的相对稳定度,如果Mr的值在1.0~1.4(即0~3dB)范围内,则相当于等效阻尼比ζ为0.4~0.7的范围内,可以获得满意的瞬态性能。
当Mr的值大于1.5时,阶跃瞬态响应将出现几次超调振荡,一般地,Mr的值越大,相应的瞬态响应的超调量就越大
十、串联谐振电路有哪些串联?
串联谐振是一种电路性质。同时也是串联谐振试验装置。
串联谐振试验装置分为调频式和调感式。一般是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式;分压器并联在被试品上,用于测量被试品上的谐振电压,并作过压保护信号。