串联谐振电路的品质因数Q
如果在包含串联连接的电容器,电感器和电阻器的交流电路中,
则电流和电压之间的相位角消失(j = 0),即电流和电压的相位发生变化。频率满足条件
在这种情况下,电路Z 的总电阻变得最小,等于电路的有源电阻R,并且电路中的电流由该电阻决定,取最大值(对于给定的U m)。在这种情况下,有源电阻两端的电压降等于施加到电路的外部电压(U R = U),电容器(U C)和电感器(U L)两端的电压降幅值相同,相位相反。这种现象称为串联谐振或变频谐振,频率为 共振频率。串联谐振的矢量图如图所示。在图中,电流幅度对w的依赖性 已经在图中给出。
发生电压共振时
用这个公式代入电感和电容器上的谐振频率和电压幅值,我们得到
其中Q是电路的品质因数,由表达式确定。由于普通振荡电路的Q因子大于1,因此电感器和电容器上的电压都超过了施加到电路上的电压。因此,在技术中使用电压共振现象来放大任何特定频率的电压波动。例如,在电容器两端的共振的情况下,可以得到具有幅值的电压Um (Q在这种情况下是电路的Q因子,其可以是远远大于ù m)。该电压放大仅在电路的谐振频率附近的窄频率间隔内才是可能的,这使得可以从许多信号中选出某一频率的一种振动,即在无线电接收机上调谐到所需的波长。在计算包含电容器和电感器的电线的绝缘时,必须考虑串联谐振现象,因为否则会观察到它们的击穿。
