1.定義:
當電路的輸入電壓與輸入電流同相位,即電路呈阻性時,稱電路的這種狀態(tài)為諧振。
在r、l、c串聯(lián)電路中發(fā)生的諧振稱為串聯(lián)諧振。
此時,、同相,即阻抗角。
,則,故:
—— 發(fā)生諧振的條件
即:時,阻抗角為0,電路發(fā)生諧振現(xiàn)象。
發(fā)生諧振時的角頻率稱諧振角頻率,用表示;
發(fā)生諧振時的頻率稱諧振頻率,對應的用f0表示。
由諧振條件:
2.產(chǎn)生方法:
由可知,發(fā)生諧振不僅與電路中參數(shù)有關,還與電源頻率有關。
有兩種方法可以產(chǎn)生諧振:
(1)當電源頻率一定時,調(diào)節(jié)電路參數(shù)l或c;
(2)當電路參數(shù)一定時,調(diào)節(jié)電源頻率。
3.串聯(lián)諧振的特點
(1)電流與外施電壓同相位,電路總的阻抗角,電路呈阻性;
(2)電路阻抗值最小,電源電壓一定時,電流最大。
,
(3)諧振時感抗電壓與容抗電壓大小相等,方向相反。
,
當時,,也就是說電感和電容兩端的電壓可能很大。故串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。
在電力系統(tǒng)中,當電壓過高時,可能擊穿絕緣介質(zhì),損壞電氣設備;在無線電電路中,則常利用諧振的特點達到有選擇的傳遞信號的目的。電感或電容上產(chǎn)生的電壓到底是電源電壓的多少倍?我們用品質(zhì)因數(shù)q來表示。
4.品質(zhì)因數(shù)——q
定義:電路處于串聯(lián)諧振時,電感或電容上的電壓和總電壓之比。
諧振時:
則:
此時:,體現(xiàn)了電感或電容上電壓比電源電壓高出的倍數(shù)。
從品質(zhì)因數(shù)與諧振曲線的關系可以看出q越大,頻率選擇性越好,通頻帶越窄。
q的取值范圍:50~200。
在收音機電路中,品質(zhì)因數(shù)q值越大,很容易就可以檢測出需要的信號,它的選擇性越好,好的電路。但是在實際中,q值并不總是越大越好,比如音頻放大,我們所要選擇的頻率不是一個單一的頻率,我們希望放大的是整個聲音頻帶范圍內(nèi)的信號,也就是通頻帶要寬越好,這樣才能保證信號不出現(xiàn)失真,由于q與通頻帶寬度存在矛盾,此時一般選擇一個適中的值。
5.串聯(lián)諧振的頻率特性
(電路參數(shù)一定時)
(1)阻抗的頻率特性
(2)電流頻率特性
由圖可見,電流在諧振頻率處達到最大值i0 ,電源頻率與諧振頻率相差越大,電流越小;相差越小,電流越大。