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电路的谐振现象分析
来源：www.elecfans.co
作者：本站日 08:11
[导读] 电路的谐振现象分析
谐振现象是交流电路中产生的一种特殊现象，对谐振现象的研究有着重要的意义。在实
电路的谐振现象分析
谐振现象是交流电路中产生的一种特殊现象，对谐振现象的研究有着重要的意义。在实际电路中，它既被广泛地应用，有时又需避免谐振情况发生。
对于无源一端口网络，它的入端阻抗或导纳的值通常与电路频率有关。一个包含有电感和电容的无源一端口网络，其入端阻抗或导纳一般为一复数。但在某些特定的电源频率下，其入端阻抗或导纳的虚部可能变为零，此时阻抗或导纳呈纯电阻特性，使端口电压与电流成为同相。无源一端口网络出现这种现象时称为处于谐振状态。下面分别讨论串联谐振与并联谐振现象。
图4-1-1为电阻、电感和电容的串联电路，当外施的正弦电压角频率为时，它的入端阻抗为：
&&&&&& （4-1-1）
由式可见，RLC串联电路中感抗与容抗是直接相减的。一般情况下，即，则阻抗的虚部X不为零，阻抗角也不为零，此时端电压与电流不同相。当激励电压的角频率变化时，感抗与容抗都发生变化。当时，电抗，电路的入端阻抗为纯电阻。此时电压和电流同相位，电路产生谐振现象。此种电路因为L与C是相串联的，所以称为串联谐振。电路发生串联谐振的条件为电抗值等于零，即
电路发生谐振时的角频率称为谐振角频率，用来表示
& &&&&&（4-1-2）
电路谐振频率为
&&&&&& （4-1-3）
电路发生谐振时，电路的总电抗，但感抗与容抗本身并不为零，它们的值为
&&&&&& （4-1-4）
称为谐振电路的特性阻抗，其单位为。
电路谐振时，电感电压等于电容电压，且二者相位差为180°，故互相抵消。
电阻上的压降等于外加电压。电压与电流的相量图如图4-1-1b所示。
串联谐振时，电路储存于电感中的磁场能与储存于电容元件中的电场能之间进行能量交换。设外施电压为，则在串联谐振时，电路中电感电流和电容电压分别为
此时电感储存的磁场能为：
电容储存的电场能量为：
可见磁场能与电场能的最大值是相等的。电磁场能量的总和
例4-1-1&& 图4-1-3所示电路，已知，，，求该串联电路的谐振频率，特性阻抗和电路的品质因数Q。
解：电路的谐振角频率
谐振频率&&&& &
特性阻抗&&&&
品质因数&&&&
除了RLC串联谐振电路外，并联RLC谐振电路也被广泛采用。RLC并联谐振电路如图4-1-4所示。它的入端导纳为
&由此式可见，当选择，L或C的参数使之满足并联电路的感纳与容纳相等，即，
则此时导纳的虚部为零，导纳成为纯电导，电路入端电压与电流相位相同。这种情况就称为RLC并联电路谐振。由上述可知，并联谐振的角频率为
并联谐振的条件是感纳与容纳相等，或。此时电路入端电流
各元件上电流分别为
各电流相量如图4-1-4所示。并联谐振时，若外加电压不变，则谐振时流入的电流最小，此电流等于电阻上流过的电流。电感上无功电流的幅值与电容上无功电流的幅值相等，相位差为，二者互相抵消，故并联谐振又被称为电流谐振。若并联电路中没有电导G的支路，则谐振时入端导纳，其等效阻抗，因此由LC并联而成的电路在发生谐振时，其入端电流。
并联谐振电路的品质因数定义为电路感纳（或容纳）与电导之比，即
品质因数也等于电感电流的幅值（或电容电流的幅值）与流过电阻的电流幅值之比
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8.2　初值与终值的确定　266
8.3　无源激励RLC串联电路　270
8.4　无源激励RLC并联电路　276
8.5　RLC串联电路的阶跃响应　280
8.6　RLC并联电路的阶跃响应　284
8.7　一般二阶电路　286
8.8　二阶运算放大器电路　291
8.9　RLC电路的PSpice分析　293
8.10　*对偶原理　296...
3.1.1　复杂电路的分解方法　57
3.1.2　电路分析中的集零为整方法　60
3.2　串联电路关键知识点和电路分析思路　61
3.2.1　串联电路综述及电路识别方法　62
3.2.2　串联电路中电流处处相等特性的理解方法与运用　63
3.2.3　串联电路的总阻抗增大特性的理解方法与运用　65
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3.3　并联电路关键知识点和电路分析思路...
冲放电起到电池的作用。而实际情况中，往往电容的作用是多方面的，我们大可不必花太多的心思考虑如何定义。本文里，我们统一把这些应用于高速PCB设计中的电容都称为旁路电容.
电容的本质是通交流，隔直流，理论上说电源滤波用电容越大越好。
但由于引线和PCB布线原因，实际上电容是电感和电容的并联电路，（还有电容本身的电阻，有时也不可忽略）这就引入了谐振频率的概念：ω=1/(LC)1/2在谐振频率以下电容呈...
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什么是谐振？
物理的简谐振动：物体在跟偏离平衡位置的位移成正比，且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动．其动力学方程式是F=-kx在物理学里，有一个概念叫共振：当策动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思：当电路的激励的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上，共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。收音机利用的就是谐振现象。转动收音机的旋钮时，就是在变动里边的电路的固有频率。忽然，在某一点，电路的频率和空气中原来不可见的电磁波的频率相等起来，于是，它们发生了谐振。远方的声音从收音机中传出来。这声音是谐振的产物。
由电感L和电容C组成的，可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路，统称为谐振电路。在电子和无线电工程中，经常要从许多电信号中选取出我们所需要的电信号，而同时把我们不需要的电信号加以抑制或滤除，为此就需要有一个选择电路，即谐振电路。另一方面，在电力工程中，有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害，例如过电压或过电流。所以，对谐振电路的研究，无论是从利用方面，或是从限制其危害方面来看，都有重要意义。§9.1串联谐振的电路一． 谐振与谐振条件二． 电路的固有谐振频率三． 谐振阻抗，特征阻抗与品质因数 由电感L和电容C串联而组成的谐振电路称为串联谐振电路，如图9-1-1所示。其中R为电路的总电阻，即R=RL+RC，RL和RC分别为电感元件与电容元件的电阻；Us 为电压源电压，ω为电源角频率。该电路的输入阻抗为其中 。故得Z的模和幅角分别为由式（9-1-2）可见，当 时，即有φ=0，即XL与XC相同。此时我们就说电路发生了谐振。而电路达到谐振的条件即为 （9-1-3）图9-1-1 串联谐振电路 由式（9-1-3）可得ω0称为电路的固有谐振角频率，简称谐振角频率，因为它只由电路本身的参数L，C所决定。电路的谐振频率则为谐振阻抗，特征阻抗与品质因数电路在谐振时的输入阻抗称为谐振阻抗，用Z0表示。由于谐振时的电抗X=0，故由式（9-1-1）得谐振阻抗为Z0=R可见Z0为纯电阻，其值为最小。谐振时的感抗XL0和容抗XC0称为电路的特征阻抗，用ρ表示。即可见ρ只与电路参数L，C有关，而与ω无关，且有XL0=XC0。品质因数用Q表示，定义为特征阻抗ρ与电路的总电阻R之比，即Q=ρ/R=XL0/R=XC0/R在电子工程中，Q值一般在10-500之间。由上式可得ρ=XL0=XC0=QR故可得谐振阻抗的又一表示式为Z0=R=ρ/Q在电路分析中一般多采用电路元件的品质因数。电感元件与电容元件的品质因数分别定义为即电路的品质因数Q，实际上可认为就是电感元件的品质因数QL。以后若提到品质因数Q，今指QL。 谐振电路在谐振时的特性有1． 谐振阻抗Z0为纯电阻，其值为最小，即Z0=R。2． 电流与电源电压同相位，即φ=ψu-ψi=0。3． 电流的模达到最大值，即I=I0=US/R0 ，I0称为谐振电流。4． L和C两端均可能出现高电压，即UL0=I0XL0=(US/R)XL0=QUSUC0=I0XC0=(US/R)XC0=QUS可见当Q>>1时，即有UL0=UCO>>US，故串联谐振又称为电压谐振。这种出现高电压的现象，在无线电和电子工程中极为有用，但在电力工程中却表现为有害，应予以防止。由上两式，我们又可得到Q的另一表示式和物理意义，即Q=UL0/US=UC0/US5． 谐振时电路的向量图如图9-1-2所示。由图可见，L和C两端的电压大小相等，相位相反，互相抵消了。故有 。 电路的各物理量随电源频率ω而变化的函数关系称为电路的频率特性。研究电路频率特性的目的在于进一步研究谐振电路的选择性与通频带问题。1．阻抗的模频特性与相频特性 电路的感抗XL，容抗XC，电抗X，阻抗的模 分别为它们的频率特性如图9-1-3(a)所示，统称为阻抗的模频特性。由图可见，当ω=0时， ，当0<ω<ω0时，X<0，电路呈电容性；当ω=ω0时，X=0，电路呈纯电阻性， ；当ω0<ω0，电路呈感性；当ω→∞时， 。阻抗的相频特性就是阻抗角φ随ω变化关系，即当ω=0时......余下全文>>
你确定是谐振腔么?谐振腔是光电器件中才用得到啊.汽车上是没有这东西的.
哥啊 谐振腔得说是干嘛的 放大器的还是激光器的，是级联的还是单级的 得说清楚啊
谐振波又称为谐波，是一个数学或物理学概念，是指周期函数或周期性的波形中能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
wwfazmysys的回答错误我们假设N根弹簧(劲度系数不一定相同)把N+1个物体(质量不一定相同)连接起来,给该系统一个扰动,他会开始振动,刚开始的振动情况可能很复杂,但振动稳定后,你会发现所有的物体都在做简谐振动,而且所有物体的振动频率都相同.此时(振动频率相同时)就叫做谐振动,而特征频率就是这个相同的频率.该频率可用微分方程求出.所以对一个系统,只可能存在一个特征频率.我在热学里听过自由度一词,但不知道在这里是什么意思.PS交流电里也有"谐振动"一说,但意义和这里不一样有一个好像没有物理意义，可以舍去。
在一系列原子能够激发的能级中存在着这样的能级，电子从这些能极能够直接返回基态。这些能极称为谐振能极。激发到这些能极上 所造成的光的辐射称为谐振辐射。
在物理学里，有一个概念叫共振：当策动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思：当电路中激励础频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上，共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。?您的问题已经被解答~~(>^ω^<)喵如果采纳的话，我是很开心的哟(～ o ～)~zZ
谐振管为等直径管、变直径管或二者的组合。它优化一热声发动机内的声场分布，减少热声回热器粘性流动损失，抑制管道内的非线性效应，提高发动机的自适应能力，达到提高热功转换效率的目的；此外，多谐振管热声发动机通过耦合不同的谐振管结构，可以很方便地调节热声发动机的工作频率，优化热声发动机与其驱动的脉管制冷机等负载的频率匹配。消声器按其工作原理可分为阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合消声器。阻性消声器主要是用吸声材料来消减噪声，把吸声材料固定在气流流通的管道内壁或按一定方式排列在管道中，当声波进入消声器时，大部分声能被吸收，起到消声作用，阻性消声器的优点是能在较宽的中高频范围内消声，特别对高频声波有突出的消声作用。缺点是在高温水蒸气以及对吸声材料有侵蚀作用的气体中使用寿命较短。通常用于家庭、办公室空调机；大型风洞，喷气发动机试车间等处。抗性消声器又称声学滤波器，它又分为共振式、扩张室式和干涉式等几种。最简单的扩张室式是在气流通道管上接一段截面较大的粗管，但其终端是细管，调节扩张室（大管）的截面扣长度以改变声波的反射和干涉性能，从而改变消声量和最大消声频率。它与阻性消声器不同之处在于其中没有放置吸声材料，抗性消声器的优点是结构简单，耐高温耐气体侵蚀，有良好的低频消声性能功缺点是消声频带窄，主要用于汽车发动机及其它活塞发动机的进气和排气口。阻抗复合消声器综合前两种优点制成。在其内部既有阻性吸声材料，又有共振腔，扩张室等抗性滤波元件，因此在较宽频率范围内有良好消声效果。两者的功能不同.
把振动物体看作不考虑体积的微粒（或者质点，点电荷）的时候，这个振动物体就叫谐振子所谓谐振，在运动学就是简谐振动，该振动是物体在一个位置附近往复偏离该振动中心位置（叫平衡位置）进行运动，在这个振动形式下，物体受力的大小总是和他偏离平衡位置的距离成正比，并且受力方向总是指向平衡位置。电学谐振指的是电磁学物理量的强度在一个中值上下进行波动，也是类似运动学谐振的。
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