串聯諧振和並聯諧振的特點及應用

時間:2021-11-05 17:31 來源:未知

在含有電阻、電感和電容的交流電路中，電路兩端電壓與其電流一般是不同相的，若調節電路參數或電源頻率使電流與電壓同相，電路呈現純電阻性，這時電路的工作狀態稱為諧振。諧振現象是正弦交流電路的一種特定現象，它在電子和通訊工程中得到廣泛應用，但在電力係統中，發生諧振有可能破壞係統的正常工作。諧振通常分為串聯諧振和並聯諧振。

一、串聯諧振

1、串聯諧振的概念

在電阻、電感和電容組成的串聯電路中，當容抗XC與感抗XL相等時，感抗和容抗的作用互相抵消，電路呈現純電阻性(Z=√R2+(XL-Xc)2=√R2+0=R)，通過電路的電流與電路兩端的電壓同相，串聯電路出現的這種現象稱為串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。

1）電路總阻抗Z=R，Z最小，而電流達到最大值(I=U/R)。
2）電感和電容上的電壓UL=Uc，當XL=Xc?R時，UL=Uc將大大超過電源電壓U，即UL=Uc?U，L和C處在高電壓下，可能導致L、C的電擊穿，對設備的運行不利。

3）因為QL=Qc，所以cosφ=1，QL與Qc不經過電源而在電容與電感之間直接進行能量的交換。當電感需要QL時，正好電容輸出Qc，反之亦然。

4）電路的諧振頻率f0為

f0=1/2π√LC 。在L和C已定的情況下，當電源頻率f=f0時，就會發生串聯諧振。

3、串聯諧振的應用

1）串聯諧振裝置是運用串聯諧振原理設計的最新型交流耐壓試驗設備。一套串聯諧振耐壓試驗設備，可兼顧電力變壓器、交聯電纜、開關櫃、電動機、發電機、GIS和SF6開關、母線、套管、CT、PT等試品的交流耐壓試驗，是全能型的交流耐壓設備。

2）利用串聯諧振產生工頻高電壓，應用在高電壓技術中，為變壓器等電力設備做耐壓試驗，可以有效的發現設備中危險的集中性缺陷，是檢驗電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法。

3）在收音機中，常利用串聯諧振電路來選擇電台信號，這個過程叫做調諧。各種不同頻率信號的電波在天線上產生不同頻率的電信號，如果振蕩電路對某一信號頻率發生諧振時，回路中該信號的電流最大，在電容器兩端產生一個高於此信號電壓數倍的電壓。而對於其它各種頻率的信號，因為沒有發生諧振，在回路中電流很小，從而被電路抑製掉。所以可以通過改變電容C，以改變回路的諧振頻率來選擇所需要的電台信號。

二、並聯諧振

1、並聯諧振的概念

在電阻、電容和電感組成的並聯電路中，當Q=QL-Qc=0時，電路的電壓U與總電流I同相，cosφ=1，整個電路呈現純電阻性，並聯電路出現的這種現象稱為並聯諧振。並聯諧振是一種完全的補償，電源無需提供無功功率，隻提供電阻所需要的 有功功率。諧振時電路的總電流最小，而各支路的電流往往大於電路的總電流，因此並聯諧振也稱為電流諧振。

1）電路的總電流I=I1cosφ1=I1p為最小。

2）電感支路與電容支路的I1sinφ1=Ic。由於這兩個電流大小相等、相位相反，在電路進入穩態後，它們可以自己互相交換而不需再向電源索取，並且當

Xc=(R2+X2L)/XL?(R2+X2L)/R時，這兩條支路的電流I1和Ic會大大超過電路總電流I。

3）電路的功率因數cosφ=1，電源隻供給有功功率，L和C所需的無功功率，在L與C之間(不經電源)相互交換。

4）電路的諧振頻率f0，在R=0時，為f0=1/2π√LC

3、並聯諧振的應用

1）並聯諧振現象在電子技術中常被用作振蕩器、選頻放大器。

2）利用並聯諧振的原理，可以補償和改善設備或電路的功率因數。例如用電容器以補償或改善感性負載的功率因數；用電感線圈以補償或改善容性負載的功率因數。

3）發生並聯諧振時，在電感和電容元件中流過很大的電流，因此會造成電路的熔斷器熔斷或燒毀電氣設備的事故；但在無線欧宝体育在线链接 程中往往用來選擇信號和消除幹擾。

上一篇： 電感線圈阻抗與感抗的關係
下一篇： 磁路和磁路定律是什麼