1. rlc串联谐振电路电流计算
总的原则就是电流乘阻抗,可以区分谐振时和失谐时两种状态。
也可以单独求电容器上的电压和电感器上的电压。
2. rlc串联谐振电路求电流
答谐振公式如下:
串联谐振时电路的阻抗虚部等于0,Z=R+jX,X=0,Z=R所以 I=U/Z=U/R。
2、电路欲产生谐振,必须具备有电感器L及电容器C 两组件。
3、谐振时其所对应之频率为谐振频率,或称共振频率,以 f r 表示之。
4、串联谐振电路之条件如下:
当Q=Q ⇒ I2XL = I2 XC 也就是XL =XC 时,为R-L-C 串联电路产生谐振之条件。
5、无论是串联还是并联谐振,在谐振发生时,L、C之间都实现了完全的能量交换。即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容;而在另一时刻电容放电,又转换成磁能由电感储存。
6、在串联谐振电路中,由于串联——L、C流过同一个电流,因此能量的交换以电压极性的变化进行;在并联电路中,L、C两端是同一个电压,故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。
7、谐振时电感和电容还是两个元件,否则不能进行能量交换;但从等效阻抗的角度,是变成了一个元件:数值为零或无穷大的电阻。
3. rlc并联谐振电路电流计算
1、简单的,以RLC串联电路为例,进行复阻抗计算。
2、设电路电源电压的角频率为ω,则:XL=ω×L=ωL(Ω),Xc=1/(ω×C)=1/(ωC) (Ω)。
3、电路的复阻抗为:Z=R+jXL-jXc=R+j(XL-Xc)。
4、对于复阻抗,就是一个复数,也可以用指数形式来表示:Z=r∠φ(Ω)。
5、其中:r=|Z|=√[R²+(XL-Xc)²],arctanφ=(XL-Xc)/R。
6、有了上述关系,则:I(相量)=U(相量)/Z,即可解出电流的相量形式,也就可以对应转化为瞬时值表达式:
设U(相量)=U∠0°,Z=r∠φ,则:I(相量)=U(相量)/Z=U∠0°/r∠φ=(U/r)∠-φ(A)。
7、电压相量对应的瞬时值表达式:u(t)=Umsin(ωt) V,则电流相量对应的的表达式:i(t)=Imsin(ωt-φ) A。
8、Um和Im为电压、电流的最大值,和其中U、I有效值的关系式:
Um=√2U,Im=√2I。
4. 计算rlc串联电路的谐振频率
调串联谐振频率的方法有:
1,LC不变,改变W0
W0由电路本身的参数决定,一个rlc串联谐振电路只能有一个对应的W0,当外加频率等于谐振频率时,电路发生谐振。
2,电源频率不变,改变L或C(常改变C)。通过谐振条件产生的原因,可以知道两种调节方式产生谐振:调节L或C使电路谐振,根据给定的公式调整电感元件与电容元件的关系;调节电源频率,使得电源输出频率与电路固有频率相等
1)电路阻抗最小:Z=R
2)电路中电流最大
3)总电压与总电流同相位,电路呈阳性
4)电阻两端电压等于总电压,电感与电容两端电压相等,相位相反,且为总电压的Q倍。
5. rlc串联电路谐振时电流最小
答,rlc串联电路谐振时电路呈现纯电阻态;电压与电流同相位;复阻抗模为最小值即为R;电路电流达到最大值;电感与电容上电压有效值相等且相位相反;串联谐振电路品质因数Q=ωL/R=1/RωC;通频带BW=谐振频率ω/Q品质因数。
容抗XC=1/wc=1/2F&C电容值越大,容稿越小
6. rlc串联电路电压电流相量及谐振特性的研究
对于串联谐振电路来说 R大小对幅频特性有影响,因为在谐振频率下电路阻抗Z=R。 R还对电路的Q值有影响,串联谐振的品质因数Q=WL/R。
对于交流正弦电路中,由于电感和电容具有能量储存作用,而且两者之间的能量互换,由于有了电阻的存在,电路中的电流不至于太大,影响电路使用寿命。
7. rlc串联电路的谐振特性
其实从理论上来分析,这题就变得简单了。并联电阻减少,就是我前面说的模减小了。并联一个电阻后,导致电感电容的所体现出的感性容性负载向量角变小,投影在Y轴上的向量也变小了。
换句话来说,并联一个电阻后,R和L并联的回路体现出的感抗变小,要和容抗抵消的话,只有加大频率。感抗随频率增加而增加,容抗则相反,最后会在某一个点相交,则为谐振频率。
同样R和C并联,容抗也变小,要加大容抗。频率减小,容抗则加大,感抗减小,最后相交得出谐振频率。
8. rlc串联谐振电路电压计算
实验目的
1、熟悉串联谐振电路的结构与特点,掌握确定谐振点的的实验方法。
2、掌握电路品质因数(电路Q值)的物理意义及其测定方法。
3、理解电源频率变化对电路响应的影响。学习用实验的方法测试幅频特性曲线。实验任务
(一)基本实验
设计一个谐振频率大约9kHz、品质因数Q分别约为9和2的RLC串联谐振电路(其中L为30mH)。要求:
1、根据实验目的要求算出电路的参数、画出电路图。、完成Q1约为9、Q2约为2的电路的电流谐振曲线I=f(f)的测试,分别记录谐振点两边各四至五个关键点(包括谐振频率f0、下限频率f1、上限频率f2的测试),计算通频带宽度BW。画出谐振曲线。用实验数据说明谐振时电容两端电压UC与电源电压US之间的关系,根据谐振曲线说明品质因数Q的物理意义以及对曲线的影响。二)扩展实验
根据上述任务,利用谐振时电路中电流i与电源电压uS同相的特点,用示波器测试的方法,找出谐振点,画出输入电压uS与输出响应uR的波形,测量谐振时电路的相关参数,并判断此时电路的性质(阻性、感性、容性)
实验设备
1、信号发生器 一台
2、RLC串联谐振电路板 一套
3、交流毫伏表 一台
4、示波器 一只
5、细导线 若干
实验原理
1、RLC串联电路。在上图所示的电路中,当正弦交流信号源uS的频率 f改变时,电路中的感抗、容抗随之而变,电路中的电流也随f而变。对于RLC串联谐振电路,电路的复阻抗Z=R+j[ωL-1/(ωC)] 。
2、串联谐振。谐振现象是正弦稳态电路的一种特定的工作状态。当电抗X=ωL-1/(ωC)=0,电路中电流i与电源电压uS同相时,发生串联谐振,这时的频率为串联谐振频率f0,其大小为1/(2π√LC)。串联谐振时有以下特点:
(1)电抗X=0,电路中电流i与电源电压uS同相。
(2)阻抗模达到最小,即Z=R,电路中电流有效值I达到最大为I0 。
(3)电容电压与电感电压的模值相等。电容与电感既不从电源吸收有功功率,也不吸收无功功率,而是在它们内部进行能量交换,此时US=UR。
(4)谐振时电容或电感上的电压与电源电压之比为品质因数[Q=UC/US= UL/US=1/(ω0RC) ]。电阻R与品质因数Q成反比,电阻R大小影响Q。
3、频率特性。频率特性就是幅频特性和相频特性统称。取电阻R上的电压uR作为响应,当输入电压uS的幅值维持不变时,
(1)幅频特性:输出电压有效值UR与输入电压有效值US的比值(UR/US)是角函数或频率的函数。
(2)相频特性:输出电压uR与输入电压uS之间的相位差是角函数或频率的函数。
(3)谐振曲线:串联谐振电路中电流的谐振曲线就是电路中电流I=UR/R随频率变动的曲线。(以UR/US为纵坐标,因US不变,相当于以UR为纵坐标,故也可以直接以UR/R为纵坐标,画出电流的谐振曲线如图4-8-2所示)。
(4)上、下限频率:当UR/US=0.707,即UR=0.707US,输出电压UR与输入电压有效值US的比值下降到最大值的0.707倍时,所对应的两个频率分别为下限频率f1和上限频率f2,上、下限频率之差定义为通频带BW=f2-f1。通频带的宽窄与电阻有关。
工程上常用通频带BW来比较和评价电路的选择性。通频带BW与品质因数Q值成反比,Q值越大,BW越窄,谐振曲线越尖锐,电路选择性越好。
在电力工程中,一般应避免发生谐振,如由于过电压,可能击穿电容器和电感线圈的绝缘。在电信工程中则相反,常利用串联谐振来获得较高的信号,如收音机收听某个电台。