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并聯(lián)諧振電路
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并聯(lián)諧振的定義與串聯(lián)諧振的定義是一樣的,即端口上的電壓與輸入電流(總電流)同相時(shí)的工作狀況稱(chēng)為諧振。并聯(lián)諧振的理解比起串聯(lián)諧振會(huì)難一點(diǎn),我們就以幾種不同的情況加以分析。
1、純電感和純電容的并聯(lián)
圖35-9
上圖35-9為一理想的純電感與純電容并聯(lián)的電路模型,結(jié)合圖35-1的向量圖,以端口電壓為參考相量,電感和電容并聯(lián),兩者的電壓相等,類(lèi)似于電阻的并聯(lián),電阻并聯(lián)電路中,阻值越小的支路電流越大。
同理,電感和電容的并聯(lián)電路中,感抗小于容抗時(shí),那么流過(guò)電感支路的電流就大于流過(guò)電容支路的電流,如圖35-9(1)所示,可以得到總電流滯后端口電壓90°,此時(shí)電路呈感性;
而當(dāng)感抗大于容抗時(shí),那么流過(guò)電感支路的電流就小于流過(guò)電容支路的電流,如圖35-9(2)所示,可以得到總電流**口電壓90°,此時(shí)電路呈容性。
當(dāng)感抗等于容抗時(shí),流過(guò)電感支路的電流就等于流過(guò)電容支路的電流,且兩支路電流方向相反,如圖35-9(3)所示,此時(shí)總電流恰好為0(也可以說(shuō)是與電壓相量同相位),電路處于并聯(lián)諧振狀態(tài)。
由感抗等于容抗可以得出此時(shí)的諧振頻率如圖35-9所示,可以看到,該諧振頻率的表達(dá)式與串聯(lián)諧振時(shí)的頻率表達(dá)式是一樣的。
類(lèi)似于串聯(lián)諧振時(shí)端口總電壓等于電阻兩端的電壓,而電感和電容兩端的電壓卻不為零,并聯(lián)諧振時(shí)雖然總電流為零,但是,流過(guò)電感和電容兩端的電流并不為零。
因?yàn)椴⒙?lián)諧振時(shí)流過(guò)電感的電流與流過(guò)電容的電流代數(shù)和為零,所以并聯(lián)諧振又稱(chēng)為電流諧振。
2、電阻、電感和電容分別并聯(lián)
圖35-10
如上圖35-10所示的RLC并聯(lián)電路是RLC串聯(lián)電路相對(duì)于的另一種形式的諧振電路。
與LC并聯(lián)電路相類(lèi)似,結(jié)合圖35-1的向量圖,以端口電壓為參考相量,電阻、電感和電容并聯(lián),三者的電壓相等,當(dāng)感抗小于容抗時(shí),那么流過(guò)電感支路的電流就大于流過(guò)電容支路的電流,如圖35-10(1)所示,可以得到總電流滯后端口電壓,此時(shí)電路呈感性;
而當(dāng)感抗大于容抗時(shí),那么流過(guò)電感支路的電流就小于流過(guò)電容支路的電流,如圖35-10(2)所示,可以得到總電流**口電壓,此時(shí)電路呈容性。
斷路器 | 5SL6202-7CC |
斷路器 | 3VA1110-5EE32-0AA0 |
斷路器 | 3VA1225-5EF32-0AA0 |
端子蓋 | 3VA9111-0WD30 |
連接端子 | 3VA9113-0JJ12 |
連接端子 | 3VA9213-0JJ13 |
斷路器 | 5SY4120-7CC |
斷路器 | 5SY6132-7CC |
斷路器 | 5SY6150-7CC |
斷路器 | 5SY6304-7CC |
斷路器 | 5SY6340-7CC |
斷路器 | 5SY6350-7CC |
斷路器 | 5SY6363-7CC |
斷路器 | 5SU1354-7KK06 |
斷路器 | 5SU1354-7KK10 |
斷路器 | 5SY6220-7CC |
斷路器 | 5SY6240-7CC |
斷路器 | 5SL6110-7CC |
斷路器 | 3LD2203-0TK53 |
斷路器 | 5SY4116-7CC |
斷路器 | 5SL6240-7CC |
斷路器 | 5SL6332-8CC |
斷路器 | 5SL6340-7CC |
斷路器 | 5SL6510-7CC |
當(dāng)感抗等于容抗時(shí),流過(guò)電感支路的電流就等于流過(guò)電容支路的電流,且兩支路電流方向相反,如圖35-10(3)所示,此時(shí)總電流恰好為流過(guò)電阻的電流,與電壓同相位,電路處于并聯(lián)諧振狀態(tài)。
由感抗等于容抗可以得出此時(shí)的諧振頻率如圖35-10所示,可以看到,該諧振頻率的表達(dá)式與LC并聯(lián)電路的諧振頻率表達(dá)式、串聯(lián)諧振時(shí)的頻率表達(dá)式都是一樣的。
同理,雖然并聯(lián)諧振時(shí)雖然總電流等于電阻支路的電流,但是,流過(guò)電感和電容兩端的電流并不為零。
3、電感線(xiàn)圈(用R和L串聯(lián)組合)和電容并聯(lián)
圖35-11
上圖35-11所示為一電感線(xiàn)圈(用R和L串聯(lián)組合)和電容并聯(lián)電路?;仡櫸覀冎八鶎W(xué)的并聯(lián)阻抗的知識(shí),求出等效總阻抗的表達(dá)式如圖所示。
實(shí)際中線(xiàn)圈的電阻很小,往往忽略不計(jì),而在諧振時(shí)感抗遠(yuǎn)大于電阻,即ω0L>>R,根據(jù)這一條件,簡(jiǎn)化圖35-11中的阻抗表達(dá)式,可以得到諧振的近似條件,如下圖35-12所示。
圖35-12
綜上所述,并聯(lián)諧振時(shí)的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
(1)端口電壓與總電流同相位。
(2)諧振頻率的表達(dá)式與串聯(lián)諧振時(shí)一樣。
(3)純電感與純電容并聯(lián)諧振時(shí)總電流為0,等價(jià)于電路總阻抗Z有大值,為無(wú)窮大,即Zmax=∞。
(4)電感線(xiàn)圈和電容并聯(lián)諧振時(shí)(滿(mǎn)足ω0L>>R)總阻抗有大值(圖35-12中并聯(lián)總阻抗表達(dá)式中分母有小值),即|Z0|=L/RC,電路呈電阻性。
(5)當(dāng)電源電壓恒定時(shí),總電流小;當(dāng)為恒流源供電時(shí),電路的端電壓大,這是因?yàn)榇藭r(shí)總阻抗為大值,U =IS|Z0|。
(6)支路電流為總電流的Q倍。以電感線(xiàn)圈和電容并聯(lián)諧振電路為例,如下圖35-13所示,隨著電阻的變小,電感線(xiàn)圈支路的電流與電容電流的相位差就越大,總電流越小,當(dāng)電阻減小為零時(shí),電感線(xiàn)圈的電流與電容電流反向,總電流為零,相當(dāng)于純電感與純電容并聯(lián)諧振電路。
圖35-13
諧振電路理解起來(lái)相對(duì)困難,但是只要依據(jù)其諧振條件,就可以推理出其諧振的特征。而且諧振電路的一些計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單,大家在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,可以自行嘗試計(jì)算一下,這樣就能加深印象,對(duì)于一些結(jié)論理解起來(lái)也就會(huì)方便許多。
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