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并联谐振电路频率阻抗及计算曲线带宽案例摘要

补上我之前在博客园发布的内容

电源电压发生在电源电压和电流之间的零相位差中

在许多方面,并联谐振电路与我们在前一个教程中看到的串联谐振电路相同。两者都是3元件网络,包括两个无功元件,使其成为二级电路,两者都受到电源频率变化的影响,两者都有一个频率点,两个电抗元件相互抵消,影响电路的特性。两个电路都有一个谐振频率点。

然而,这次的区别在于并联谐振电路并联LC每个并联支路的电流流过谐振电路。储能电路是 L 和 C 并联组合用于选择或拒绝滤波器网络AC频率。考虑以下并行RLC电路。

并行RLC电路

让我们定义一下我们已经知道并联了RLC电路。

一个包含电阻, R ,并联电路,<当通过并联组合的合成电流同相时,span> L 和电容C 并联谐振(也称为反谐振)电路和电源电压。在谐振过程中,由于振荡能量,电感和电容之间会有大的循环电流,然后并联电路会产生电流谐振。

并联谐振电路存储电感器磁场中的电路能量和电容器电场。这种能量在电感器和电容器之间来回传递,导致从电源中吸收零电流和能量。

这是因为 I 相应的瞬时值L 和 I C 总是相等相反的,所以从电源中吸收的电流是矢量加法和电流 I R

在交流并联谐振电路的解决方案中,我们知道电源电压对所有分支都是通用的,因此可以作为我们的参考载体。每个并联分支必须像串联电路一样单独处理,以便并联电路的总电源电流是每个分支电流的矢量加法。

然后我们有两种方法来分析并联谐振电路。我们可以计算每个分支中的电流,然后添加到一起,或者计算每个分支的导电性,以找到总电流。

我们从之前的串联谐振教程中知道,当 V <谐振发生在时间上sub> L = -V C 当两个电抗相等时, X L = X ? 。并联电路的导纳如下:

当 X L时发生共振 = X C , Y 虚部变为零。

请注意,并联电路在谐振串联谐振电路相同的等式。因此,如果电感器或电容器并联或串联连接没有区别。

同样在谐振时,并联 LC 槽路电路就像开路,电路电流仅由电阻决定, R 。因此,并联谐振电路的总阻抗变成电路中的电阻值,如图所示 Z = R 。

因此,在谐振过程中,并联电路的阻抗处于最大值,等于电路的电阻,从而产生高电阻和低电流的电路条件。在谐振过程中,由于电路的阻抗现在只是电阻,因此总电路的电流 I 与电源电压同相, V S 。

如果改变电阻值,我们可以改变电路的频率响应。 L 和 C 保持不变,然后改变 R 该值会影响谐振时流过电路的电流。然后,谐振电阻 Z = R MAX 电路阻抗称为电路的动态阻抗。

并联谐振电路中的阻抗

请注意,如果并联电路的阻抗在谐振过程中最大,则电路导纳必须处于最小值。并联谐振电路的一个特点是导纳非常低,限制了电路电流。与串联谐振电路不同,并联谐振电路中的电阻阻尼电路带宽,使电路选择性差。

另外,由于电路电流对任何阻抗值都是恒定的, Z ,并联谐振电路两端的电压与总阻抗的形状相同,对于并联电路,电压波形通常取自电容器。

在谐振频率下,我们现在知道了, r 电路的导纳处于最小值,相当于给出的电导 G 1 / R 在并联谐振电路中,导纳的虚部,即电纳, B 为零,因为 B L = B C ,如图所示。

接受共振

从上面看,感应电纳, B L 以双曲线表示的频率与f成反比。 电容电纳, B C 它与频率成正比,因此用直线表示。最终曲线显示并联谐振电路的总电纳与频率之间的关系曲线,以及两个电纳之间的差值。

然后我们可以看到谐振频率点是否通过水平轴总电路电纳为零。低于谐振频率点,感应电纳主导电路产生滞后功率因数,高于谐振频率点,容性电纳主导产生先进功率因数。

因此,谐振频率,r从电源中吸收的电流必须与施加的电压相同,因为并联电路中只有电阻,因此功率因数变为1或1(θ= 0 o )。

同样,随着并联电路的阻抗随频率的变化,电路阻抗随电流的变化与电压动态谐振,因为电路阻抗作为电阻。然后我们看到并联电路的阻抗等于电阻值,因此该值必须代表最大的动态阻抗( Z d )如图所示。

并联谐振电路中的电流

由于谐振频率下的总电纳为零,导纳处于最小值,等于电导, G 。因此,由于电感和电容支路电流相等,流过电路的电流也必须处于最小值( I L = I C )并且180° o 异相。

我们记得并联RLC各支路电流的矢量和给定频率计算如下:

共振时,电流 I L 和 I C 相等并取消,给出的无功电流等于零。然后,当共振时,上述等式变为。

由于流经并联谐振电路的电流是电压除以阻抗,因此在谐振时,阻抗 Z 它的最大值,( = R )。因此,该频率下的电路电流将处于其最小值 V / R ,并联谐振电路电流与频率的关系曲线如下所示。

并联电路共振电流

并联谐振电路的频率响应曲线表明电流的大小是频率函数并将其绘制到图表上,向我们显示当 IMIN = I R 然后再增加到最大值,因为它变得无限。

结果是流过电感器的电流范围 L 和电容器 C 即使在共振过程中,槽电路也会比电源电流大很多倍,但因为它们相等且相反(180 o 异相),它们有效地相互抵消。

由于并联谐振电路只作用于这种类型的电路,这种类型的电路也被称为抑制电路,因为当谐振时,电路的阻抗处于最大值,从而抑制或抑制频率等于其谐振频率的电流。并联电路中谐振的影响也被称为电流谐振。

上述定义并联谐振电路的计算和曲线图与我们使用的串联电路相似。然而,并联电路的特性和曲线图与串联电路的特性和曲线图完全相反,并联电路的最大和最小阻抗、电流和放大倍数相反。这就是为什么并联谐振电路也被称为反谐振电路。

带宽&amp;并联谐振电路的选择性

并联谐振电路的带宽定义与串联谐振电路完全相同。上限和下限的截止频率分别为:上限和下限 和?下 半功率电路中功耗的频率是谐振频率 0.5(I 2 R)全功耗的一半给出了相同的-3dB点电流值等于70个最大谐振值.7%,(0.707 x I) 2 R

与串联电路一样,如果谐振频率保持不变,质量因数增加,Q以下定义:

BW =? r / Q 或 BW =? upper - ? lower

同时改变电感, L 与电容器的比率, C 或电阻值 R 带宽,因此电路的频率响应将改变F的固定谐振频率。该技术广泛应用于无线电、电视发射机和接收器的调谐电路。

并联谐振电路的选择性或Q因子通常定义为循环比分支电流到电源电流,并给出如下:

并联谐振的Q因子电路是串联Q因子表达式的倒数。同样在串联谐振电路中,Q因子给出了电路的电压放大倍数,并联电路给出了电流放大率。

并联谐振电路的带宽

并联谐振示例No1

并联谐振网络由60个并联谐振网络组成Ω电阻,120uF电容和200mH电感组率下连接在正弦电源上的100伏特恒定输出电压。计算电路的谐振频率、质量因素和带宽、谐振电路电流和电流放大倍数。

1.谐振频率, r

2.共振时的感应电抗, X L

3.质量因数, Q

4。带宽, BW

5。上下-3dB频率点,? H 和? L

6.谐振时的电路电流, I T

谐振时,电路的动态阻抗等于 R

7.当前放大倍数, I mag

请注意,从供应部获得的电流谐振(电阻电流)仅为1.67安培,流过 LC 振荡电路电流为2.45安培时间较大。我们可以通过计算谐振时流过电感(或电容)的电流来检查值。

并行谐振教程摘要

我们已经看到并联谐振电路类似于串联谐振电路。当总电路电流与电源电压相同时,并联发生谐振RLC电路中,因为两个无功分量相互抵消。

谐振时,电路的导电位于最小值,等于电路的导电位。同样,在谐振时,从电源中吸收的电流也是最小的,这取决于并联电阻的值。>

用于计算谐振频率点的公式对于前一个串联电路是相同的。然而,虽然在串联RLC电路中使用纯或不纯的元件不会影响谐振频率的计算,但在并联RLC电路中却是如此。

在本教程中关于并联谐振,我们假设两个无功分量是纯电感和纯电容,零阻抗。然而实际上,电感器将包含一些串联电阻, R S 及其感应线圈,因为电感器(和螺线管)是缠绕的线圈,通常由因此,上面用于计算纯并联谐振电路的并联谐振频率ƒ r 的基本公式将会出现在中央磁芯上。

需要稍微修改以考虑具有串联电阻的不纯电感。

使用不纯电感的谐振频率

其中:L是线圈的电感,C是并联电容,R S 是线圈的直流电阻值。

标签: lc串联谐振电路中并联电阻串联谐振阻抗呈电阻特性阻抗调谐的连接器

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