串联谐振的电感性和电容性电阻
串联谐振的电感性电阻和电容性电阻会导致交流电路中电流和电压之间的相移较小,这要比将它们分别包含在电路中时要小,换句话说,由于这两个不同性质的电抗器在电路中的同时作用,发生了相移的补偿。
当电感性电阻等于电路的电容性电阻时,即当XL = XC或相同时,当L = 1时,将发生完全补偿,即,完全消除这种电路中电流和电压之间的相移。
在这种情况下,电路将表现为纯有源电阻,即好像其中没有线圈或电容器,该电阻的值由线圈和连接线的有效电阻之和确定,在这种情况下,电路中电流的有效值将是最大的,并且由欧姆定律的公式I = U / R决定。
同时,线圈UL = IXL和电容器Uc = IXX上的作用电压将相等,并且应尽可能大。在电路的有源电阻较小的情况下,这些电压可能会超过电路端子上的总电压U数倍,这种有趣的现象在电气工程中称为串联谐振。
串联谐振时的电压电流和功率图
应当牢记的是,电阻XL和XC是取决于电流频率的变量,并且值得至少稍稍改变其频率,例如,随着XL =XL的增加而XC = = 1 /XC的减少而增加,因此,在电路中,电压的谐振立即被破坏,而与有功电阻一起,电抗出现在电路中,如果更改电路的电感或电容的大小,也会发生相同的情况。
通过串联谐振,电流源的功率将仅用于克服电路的有源电阻,即用于加热导体,实际上,在具有一个电感器的电路中,存在能量谐振,即能量从发生器到线圈的磁场的周期性过渡,在带有电容器的电路中,发生同样的事情,但是由于电容器电场的能量,在串联谐振期间(XL = XC)的具有电容器和电感器的电路中,电路分配的能量周期性地从线圈传递到电容器,反之亦然,只有克服电路的有源电阻所需的能量消耗才落在电流源上,因此,在几乎没有发电机的情况下,能量在电容器和线圈之间交换。
