串联谐振时,电感上电压比交流信号电压大很多倍,什么意思?

作者&投稿:羊怖 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为何串联谐振时,电感和电容上的电压比交流信号电压大Q倍,电感和电容电压数值相等,极性相反?~


如图的RLC串联电路,Z=R+j(XL-Xc)。
设Ui(相量)=U∠0°V。
当XL=Xc=X时,Z=R,电路的阻抗最小,I(相量)=Ui(相量)/R=(U/R)∠0°(A)。
此时电感电压:UL=|UL(相量)|=|I(相量)×jXL|=|(U/R)∠0°×XL∠90°|=|(UXL/R)∠90°|=UX/R。
电容电压:Uc=|Uc(相量)|=|I(相量)×(-jXc)|=|(U/R)∠0°×Xc∠-90°|=|(UXc/R)∠-90°|=UX/R。
由于UL(相量)超前电流I(相量)90°,而Uc(相量)滞后I(相量)90°,所以UL(相量)超前Uc(相量)=90°-(-90°)=180°,二者相位相差180°,也就是极性相反。
同时由于XL=Xc,所以二者电压有效值相等。
将Q定义为:Q=XL/R=Xc/R,称为电路的品质因数,则:
UL=Uc=QU。电路中R较小、而XL和Xc较大时,会在电感和电容上出现较大的电压值,只要Q>1,那么UL=Uc>U,出现较大幅值的电压值,所以也称为电压谐振。


如图的RLC串联电路,Z=R+j(XL-Xc)。
设Ui(相量)=U∠0°V。
当XL=Xc=X时,Z=R,电路的阻抗最小,I(相量)=Ui(相量)/R=(U/R)∠0°(A)。
此时电感电压:UL=|UL(相量)|=|I(相量)×jXL|=|(U/R)∠0°×XL∠90°|=|(UXL/R)∠90°|=UX/R。
电容电压:Uc=|Uc(相量)|=|I(相量)×(-jXc)|=|(U/R)∠0°×Xc∠-90°|=|(UXc/R)∠-90°|=UX/R。
由于UL(相量)超前电流I(相量)90°,而Uc(相量)滞后I(相量)90°,所以UL(相量)超前Uc(相量)=90°-(-90°)=180°,二者相位相差180°,也就是极性相反。
同时由于XL=Xc,所以二者电压有效值相等。
将Q定义为:Q=XL/R=Xc/R,称为电路的品质因数,则:
UL=Uc=QU。电路中R较小、而XL和Xc较大时,会在电感和电容上出现较大的电压值,只要Q>1,那么UL=Uc>U,出现较大幅值的电压值,所以也称为电压谐振。

很简单:

串联谐振时,LC串联的交流总阻抗为零,此时LC部分仅剩下直流电阻(通常电阻值很小),因此流过电路的电流非常大。此时,电感两端的电压等于电感的感抗与电流的乘积,因此,这个电压很大,远大于LC电路两端的电压------你所谓的信号电压。

例如,200pF的电容和100μH的电感串联,电感线圈的直流电阻为0.5Ω,谐振频率为f=1.125MHz。如果在LC串联电路两端加上有效值为2V、频率为1.125MHz的信号电压(信号源内阻不计),则:

流过电感、电容的电流有效值为 I = 2V ÷ 0.5Ω = 4A,电感的感抗为 XL = 2πfL = 706.9Ω,电感两端的交流电压有效值为 UL = I·XL = 2827V。

显然,2827V远远高于2V的信号电压。

当然,电容器两端的电压有效值也是2827V,只不过和电端的电压相位相差180°,矢量和为零。电路的品质因数为 Q = 2827 ÷ 2 = 1413.5。



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lc谐振电路谐振时候等于开路吗?
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串联谐振在试验是产生谐振的条件是怎样的?
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什么叫串联谐振、并联谐振,各有何特点?
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并联谐振有什么特点?
‍‍并联谐振是指在电阻、电容、电感并联电路中,出现电路端电压和总电流同相位的现象。其特点是:并联谐振是一种完全的补偿,电源无需提供无功功率,只提供电阻所需要的有功功率,谐振时,电路的总电流最小,而支路电流往往大于电路中的总电流,因此,并联谐振也叫电流谐振。当发生并联谐振...

并联谐振时电压有效值一定等于电源电压吗?
不一定,在RLC串联电路发生谐振时,电容、电感电压可能会大于端口电压有效值,和R、L、C的参数值密切相关,可能大于、也可能小于,也可能等于。如下图:假设U(相量)=20∠0°V,U=20V。1、R=20Ω,XL=Xc=10Ω。则:Z=R+j(XL-Xc)=20Ω,I(相量)=U(相量)\/Z=20∠0°\/20=1∠0...

并联谐振的特点??相当于短路吗??
这种特性使得并联谐振也被称为电流谐振。谐振现象分为串联和并联两种形式。串联谐振发生在电感和电容串联时,特定频率下电抗为零;而在并联谐振中,当电感和电容并联,同样存在一个频率,电路的总电纳为零。因此,串联与并联谐振在性质上有着显著的区别,但都体现了电路中特定频率下电流和电压的特殊关系。

当频率等于谐振频率时,电路的输出,输入有何关系
当频率等于谐振频率时,电路的输出,输入关系要看谐振方式(串联并联)、输出所处位置而定:串联谐振:电阻输出:uo=ui、电感(容)输出:uo=Qui(输出电压可能高于输入电压),线路电流最大。并联谐振:uo=ui,线路电流最小,等于ui\/R,但电感(容)电流可能高于电阻电流Q倍。

rlc电路中的并联谐振特点有哪些?
rlc电路中的并联谐振特点有哪些?介绍如下:谐振时,电路中电流最大,且与外加电压同相。谐振时,电感与电容两端电压相等,且相位相反。谐振时,阻抗最小且为纯电阻。串联时,电流只有一个回路,电流大小等于回路电压除以阻抗。电流不可能大于电源输出电流(等于该电流)。而电容和电感上的电压互为相反,回路...

串联谐振的特点是什么?
串联谐振的特点是电路呈纯电阻性,端电压和总电流同相,此时阻抗最小,电流最大,在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压。在电力工程上,由于串联谐振会出现过电压、大电流,以致损坏电气设备,所以要避免串联谐振。在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流相位...

墨竹工卡县17751625205: 电路谐振时为什么电感与电容电压高于电源电压 -
师瑶塞必: 电路发生串联谐振时,电容上的电压和电感上的电压大小相等,方向相反,所有电源电压(或信号源电压相当于全部加在了电路的等效串联电阻上了.这个等效电阻越小,电路里的总电流就越大.而电容和电感的阻抗又是不变的,其上电压=感抗 X 电流.所以,电感和电容上的电压会很高,可达电源电压的百倍甚至千倍.

墨竹工卡县17751625205: 在谐振时,电容和电感上的电压可能比输入电压大,是否违反了基尔霍夫定律,为什么 -
师瑶塞必: 没有违反基尔霍夫定律.串联谐振时,对于整个回路而言,感抗与容抗之和为0,所以电流最大,并且因为电流大使得电容和电感上的电压也很大.

墨竹工卡县17751625205: 做串联谐振实验时,为什么当电路发生串联谐振的时候,电阻上的电压小于信号源的电压? -
师瑶塞必: 实际的电容和电感都会存在损耗,也就是说谐振回路的Q值不可能达到∞,另外,谐振频率也不可能百分之百的在信号频率上,总会存在一定的失谐,这就引起实验时虽然调到了谐振,但LC串联回路上的电压不等于0,电阻上测得的电压也会比信号电压低些.

墨竹工卡县17751625205: 为什么电路谐振时,电感和电容的端电压比信号源的输出电压要高 -
师瑶塞必: 并联谐振:在电阻、电容、电感并联电路中,出现电路端电压和总电流同相位的现象,叫做并联谐振,其特点是:并联谐振是一种完全的补偿,电源无需提供无功功率,只提供电阻所需要的有功功率,谐振时,电路的总电流最小,而支路电流往往大于电路中的总电流,因此,并联谐振也叫电流谐振. 啥是串联谐振 在电阻、电容、电感串联电路中,出现电源、电压、电流同相位现象,叫做串联谐振,其特点是:电路呈纯电阻性,电源、电压和电流同相位,电抗X等于0,阻抗Z等于电阻R,此时电路的阻抗最小,电流最大,在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压,因此串联谐振也称电压谐振.

墨竹工卡县17751625205: 有谁知道为什么串联谐振时会产生高压? -
师瑶塞必: 串联谐振又称电压谐振,发生时复阻抗最小,当激励为电压源时电流最大

墨竹工卡县17751625205: 电源的电压只有这么大,为什么串联谐振的电感或电容端电压是电源电压的几倍? -
师瑶塞必: 这就是串联谐振电路的特点. 串联谐振时电路中R、L、C各元件电流相等,而且电流最大,外加电压为IR,只要感抗XL、容抗Xc大于电阻R,在XL和Xc上的电压就是IXL(IXc),此时就会有IXL/IR=XL/R>1的情况. 最大可以是电源电压的Q(可以是几、几十甚至上百)倍.

墨竹工卡县17751625205: 串联谐振电路特征是什么 -
师瑶塞必: 当电路谐振时,电路成纯阻性,并且电抗最小.还有串联谐振又称为电压谐振,因为谐振时,电感和电容上的电压均是电源电压的q倍.

墨竹工卡县17751625205: 串联谐振时 电感电压不等于电容电压的原因 -
师瑶塞必: 因为电感的电压是在谐振时感应产生的,电容是谐振时充放电产生的电压.它们的电角度一个超前一个滞后.电压当然会不一样

墨竹工卡县17751625205: 串联谐振的电压为什么会高出电路电压很多?并联谐振的电流为什么会很大?科学原理是什么? -
师瑶塞必: 1、串联谐振电路对外电路呈电阻性是因为电路中的感抗与容抗相等,互相抵消.2、谐振时电路的阻抗最小.因而回路电流最大.3、回路电流最大时,电感上的电压和电容上的电压都等于回路电流与它们的电抗的乘积.所以其值可能比外加电压高许多. 宜昌荣QQ878463963

墨竹工卡县17751625205: 电工学选择题 RLC串联电路发生谐振时,电感上的电压( ) -
师瑶塞必:[选项] A. 等于电容电压. B. 一定大于总电压. C. 一定小于总电压. D. 与电容电压值相等,相位相反.

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