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發(fā)布時間: | 2023-11-24 07:12 |
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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)同相時的工作狀況稱為諧振。并聯(lián)諧振的理解比起串聯(lián)諧振會難一點,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,那么流過電感支路的電流就大于流過電容支路的電流,如圖35-9(1)所示,可以得到總電流滯后端口電壓90°,此時電路呈感性;
而當(dāng)感抗大于容抗時,那么流過電感支路的電流就小于流過電容支路的電流,如圖35-9(2)所示,可以得到總電流超前端口電壓90°,此時電路呈容性。
當(dāng)感抗等于容抗時,流過電感支路的電流就等于流過電容支路的電流,且兩支路電流方向相反,如圖35-9(3)所示,此時總電流恰好為0(也可以說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的諧振頻率如圖35-9所示,可以看到,該諧振頻率的表達式與串聯(lián)諧振時的頻率表達式是一樣的。
類似于串聯(lián)諧振時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)諧振時雖然總電流為零,但是,流過電感和電容兩端的電流并不為零。
因為并聯(lián)諧振時流過電感的電流與流過電容的電流代數(shù)和為零,所以并聯(lián)諧振又稱為電流諧振。
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)電路相對于的另一種形式的諧振電路。
與LC并聯(lián)電路相類似,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,那么流過電感支路的電流就大于流過電容支路的電流,如圖35-10(1)所示,可以得到總電流滯后端口電壓,此時電路呈感性;
而當(dāng)感抗大于容抗時,那么流過電感支路的電流就小于流過電容支路的電流,如圖35-10(2)所示,可以得到總電流超前端口電壓,此時電路呈容性。
當(dāng)感抗等于容抗時,流過電感支路的電流就等于流過電容支路的電流,且兩支路電流方向相反,如圖35-10(3)所示,此時總電流恰好為流過電阻的電流,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的諧振頻率如圖35-10所示,可以看到,該諧振頻率的表達式與LC并聯(lián)電路的諧振頻率表達式、串聯(lián)諧振時的頻率表達式都是一樣的。
同理,雖然并聯(lián)諧振時雖然總電流等于電阻支路的電流,但是,流過電感和電容兩端的電流并不為零。
3、電感線圈(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,求出等效總阻抗的表達式如圖所示。
實際中線圈的電阻很小,往往忽略不計,而在諧振時感抗遠大于電阻,即ω0L>>R,根據(jù)這一條件,簡化圖35-11中的阻抗表達式,可以得到諧振的近似條件,如下圖35-12所示。
圖35-12
,并聯(lián)諧振時的特點有以下幾點:
(1)端口電壓與總電流同相位。
(2)諧振頻率的表達式與串聯(lián)諧振時一樣。
(3)純電感與純電容并聯(lián)諧振時總電流為0,等價于電路總阻抗Z有大值,為無窮大,即Zmax=∞。
(4)電感線圈和電容并聯(lián)諧振時(滿足ω0L>>R)總阻抗有大值(圖35-12中并聯(lián)總阻抗表達式中分母有小值),即|Z0|=L/RC,電路呈電阻性。
(5)當(dāng)電源電壓恒定時,總電流小;當(dāng)為恒流源供電時,電路的端電壓大,這是因為此時總阻抗為大值,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,電感線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
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