RLC电路中的串联谐振现象
交流电是强度或方向(或两者)随时间变化的电流。
最常用的正弦电流。正弦交流电流和电压的瞬时值由以下公式表示:
其中Im和Um是该期间电流和电压的最大(振幅)值; w是角电流(周期频率),t是时间;f是电流和电压之间的相位差,f是电流频率。
交流电的有效值称为直流电的值,在相同的欧姆电阻下,其发射的功率与交流电相同。
在大多数情况下,电流表和电压表会显示电流或电压的有效值。对于正弦电流,它们由以下公式确定:
串联谐振
串联谐振RLC电路是图1所示的电路。
电感中的电流相对于电压滞后相位90°。感应电阻的值由以下公式确定:
电容器中的电流比相电压提前90°。电容值由以下公式确定:
满足以下条件时,会在这种电路中产生谐振:Rl=Rc
从以上公式可以得出,电路的谐振频率可以通过以下公式得出:
谐振处的电感和电容上的电压可能会大大超过电路输入端子上的电压,该电压等于电阻上的电压。因此,这种谐振通常称为串联谐振。串联谐振时电路中的电流最大,而总电路电阻最小。
谐振电路的重要参数是特性电阻和品质因数。
RLC电路的特征电阻,谐振电路的品质因数表示谐振时电感或电容两端的电压与电路输入端电压之比,等于电阻R两端的电压。品质因数可通过以下公式计算:
其中,r是电路的有源电阻值。
