图1-LC并联电路及其能量转换
让我们分阶段分析一下LC上能量变化过程: 图2-LC电路充放电的各个阶段 阶段1:电容充满电(电场方向左正右负),电感放电;电容开始向电感充电;电路电流为0,电感电流从左到右,电容电压为峰值; 阶段2:电感充满电(磁场方向左北右南),电容放电;电感开始向电容充电;电路电流为峰值,电感电流方向为从左到右,电容电压为0; 阶段3:电容充满电(电场方向右正左负),电感放电;电容开始向电感充电;电路电流为0,电感电流从右到左,电容电压为峰值; 阶段4:电感充满电(磁场方向右北左南),电容放完电;电感开始向电容充电;电路电流为峰值,电感电流方向为从右至左,电容电压为0; 阶段5:回到阶段1状态,循序渐进; 可以看到,LC电路充放电呈现周期性特征,称为谐振频率(Resonance frequency)。它是LC电路的固有频率由电路中的L和C决定: 图3谐振频
二、振荡与谐振 振荡”(Oscillation),这个词实际上意味着往复运动。在电子领域,电压和电流的来回波动,如我们熟悉的正弦波,是一种振荡。 若电容与电感并联,则可能发生在含有电容和电感的电路中: (1)在很小的时间内:电容的电压逐渐升高,但电流逐渐降低;同时,电感电流逐渐增加,电感电压逐渐降低。 (2)在另一个很小的时间段:电容的电压逐渐降低,但电流逐渐增加;与此同时,电感的电流逐渐降低,电感的电压逐渐升高。 (3)电压的增加可以达到正最大值,电压的降低也可以达到负最大值。在这个过程中,同样的电流方向也会发生正负方向的变化。这时,我们电路发生电的振荡称为。(这三条可以通过上图解释)。 电路振荡可能会逐渐消失或保持不变。当振荡持续时,我们称之为等幅振荡,也称为谐振 。 1、谐振的概念:当电路中的电流I与电压V相同时,在特定频率f中电抗最小(等效为阻性)。物理意义:电路中L、C当电路中的一个电抗组件释放能量时,两个组件的能量一个电抗组件必须吸收相同的能量,即两个电抗组件之间产生一个能量脉动。
2.电路要想产生谐振,必须有两个组件:电感器L和电容器C。 3.谐振时对应的频率为谐振频率(resonance),或称共振频率,以fr表示。(谐振频率阻抗最小)。 4、 谐振时间电容或电感两端 电压变化 一个周期的时间称为谐振周期,而谐振周期的倒数称为谐振频率。这就是所谓的谐振频率。它与电容C和电感L的参数有关,即:f=1/(2π√LC)。
由电容和电感构成LC当开关从A切换到A时,电路会产生振荡。B,充满电的电容器给电感器充电,然后电感器给电容器充电,所以往复。由于电路中不可避免的电阻会将电能消耗为热能,振荡波形会衰减消失。
图4-LC振荡器振荡波形衰减图