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RLC 电路的谐振频率
2022-01-05

华天电力专业生产串联谐振耐压设备,下面为大家介绍 RLC 电路的谐振频率。


关键要点


了解什么是共振频率。


了解谐振频率如何影响串联和并联 RLC 电路。


确定在 RLC 电路的谐振频率下会发生什么。


有些时候,你自己的逻辑部分被毫无根据的恐惧所沉重负担。想象一下,在横跨数英里的跨海大桥上堵车。当你的车开到桥中间几英寸时,你突然感觉到车辆开始随着桥摇摆。一瞬间,你害怕地震发生或桥梁濒临倒塌。这可能不是每个人都有过的经历,但偶尔会发生在我身上。


串联谐振耐压设备

如果您是一名工程师,您的逻辑思维可能会考虑一种围绕共振频率的理论,该理论指出,当桥梁受到与其共振频率匹配的振荡力时,它可能会振动。 


上面的场景让我们深入了解 RLC 电路的谐振频率下会发生什么。让我们进一步探讨这个话题。 


共振频率是什么意思?

谐振频率定义为系统以最大振幅振荡时的固有频率。当施加的外力与其固有频率具有相同的频率时,系统被称为处于共振状态。


在日常生活中,您会遇到以共振频率产生共振的机制,从而产生更大的振幅。除了琴桥,摇摆乐、弦乐器和 RLC 电路在其共振频率下也表现出非凡的行为。 


例如,如果以共振频率推动秋千,它会导致秋千达到比其他情况下更高的高度。乐器的弦以类似的方式相互作用。在电子产品中,您会遇到谐振频率,尤其是在 RLC 电路中。 


串联 RLC 电路中的谐振频率

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上面描述的串联 RLC 电路通常用于各种 PCB 应用。电感器和电容器在不同频率范围内都显示电抗的动态特性。


在特定频率下,感抗和容抗的大小相等但相位相反。它们由等式表示:


X L = X C 


由于容抗和感抗相互抵消,电路的阻抗将是纯电阻。当这种现象发生时,电路被称为以其谐振频率振荡。RLC串联电路的谐振频率表示为 


f r = 1/2π√(LC)


在谐振频率下,串联 RLC 电路的总阻抗最小。这也意味着电流将在谐振频率达到峰值,因为电感器和电容器都出现短路。


谐振频率下的串联 RLC 电路峰值电流


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串联 RLC 电路的频率响应


串联 RLC 电路可在谐振时实现最大功率传输,通常用作收音机、电视的带通滤波器或噪声滤波器。 


并联 RLC 电路中的谐振频率

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并联 RLC 电路也会在其谐振频率上表现出峰值行为,但是,与串联 RLC 电路相比会有很大差异。 


并联 RLC 电路的谐振频率也表示为:


f r = 1/2π√(LC)


但是,这就是相似之处。在谐振时,容抗和感抗将彼此相等。电感器和电容器也将在谐振频率下传导更多电流。 


流过两个组件的电流异相 180°,这会导致电流相互抵消。因此,电感和电容并联的部分将表现为开路。


当将并联 RLC 电路的频率响应绘制在图表上时,您会发现电流在谐振频率处降至最小值。这与串联 RLC 电路的响应相反。 


并联 RLC 电路在谐振频率下的最小电流


并联 RLC 电路的频率响应。


并联 RLC 电路也称为反谐振电路。它用作抑制电路,以抑制特定频率的电流通过。 


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