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谐振就是物理做简谐振动,物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比,且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动。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。
在物理学里,有一个概念叫共振:当驱动力的频率和系统的固有频率相等时,系统受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思:当电路中激励的频率等于电路的固有频率时,电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上,共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。
谐振的应用
收音机利用的就是谐振现象。转动收音机的旋钮时,就是在变动里边的电路的固有频率。忽然,在某一点,电路的频率和空气中原来不可见的电磁波的频率相等起来,于是,它们发生了谐振。远方的声音从收音机中传出来。这声音是谐振的产物。
谐振时的特性
谐振电路在谐振时的特性有
1. 谐振阻抗Z0为纯电阻,其值为最小,即Z0=R。
2. 电流与电源电压同相位,即φ=ψu-ψi=0。
3. 电流的模达到最大值,即I=I0=US/R0 ,I0称为谐振电流。
4. L和C两端均可能出现高电压,即
UL0=I0XL0=(US/R)XL0=QUS
UC0=I0XC0=(US/R)XC0=QUS
可见当Q>>1时,即有UL0=UCO>>US,故串联谐振又称为电压谐振。这种出现高电压的现象,在无线电和电子工程中极为有用,但在电力工程中却表现为有害,应予以防止。
谐振的特点
谐振电路都有一个特点,容抗等于感抗,电路呈阻性:
那么就有ωL=1/ωC
因为LC都是已知条件,那么可以把谐振的频率点算出来。
品质因数Q=ωL/R,所谓品质因数如果为28,那么并联的谐振电路就是电流增大了28倍;如果是串联的谐振电路,那么就是电压增加了28倍。
那么现在串联谐振点下的电压为施加的电压乘以品质因数。
如果已知条件告诉你的施加电压为峰值,那么就直接相乘;如果已知条件告诉你的施加电压为有效值,那么还需要将算出来的电压再乘以1.414得出峰值。
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