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串联RLC电路中的电压振幅与电流振幅

发布时间:2013/10/31 20:33:11 访问次数:3872

    在一个串联RLC电路中,当频率从谐振频率以下到谐振频率、然后再到谐振频率以上增加时,电路中的电流振幅和电压振幅也随之变化。FAN7680图13.13根据电流和电压降的变化给出了电路的一般响应。假设电路的Q值(品质因数)非常高,以至它对响应没有影响。Q是无功功率与实际功率的比值,将在本章稍后的部分进行讨论。
   1.信号源频率低于谐振频率
    图13.13(a)给出了当信号源频率从O增加至fr时的响应。在0Hz(直流)时,电容呈现开路并阻隔直流。这样在R和L上就没有电压,整个信号源电压都加在C上。电路在0 Hz时的阻抗为,因为X。为oo (C开路)。当频率开始增加时,X降低而X增加,使得总电抗,降低。结果使阻抗降低而电流增加。由于电流增加,VR也增加,所以Ve和都增加。CL组合上的电压从其最大值V。开始降低,因为都趋近于相同的值,它们的差值变小了。

           
    2.信号源频率在谐振频率上
    当信号源频率达到谐振频率fr时,如图13.13(b)所示,U和V,各自的值可能都比信号源电压大得多。因为V、和V大小相等、相位相反,所以VL和V,抵消,CL组合上的电压为0。这时,因为总电抗为0,所以总阻抗等于其最小值R。这样,电流达到其最大值Vs/R,VR也达到最大值,等于信号源电压。
    3.信号源频率高于谐振频率
    当信号源频率增加到谐振频率以上时,如图13.13(c)所示,继续增加而Xe继续减小。导致总电抗。增加。结果是阻抗增加而电流降低。由于电流降低,所以VR也降低.V和V1都降低。由于降低,所以它们的差值变大,因此增加。当频率变得非常高时,电流接近0VR和V接近于0V接近于V。
    图13. 14 (a)和(b)给出了电流和电压相对于频率增加的响应。当信号源频率增加时,电流在信号源频率低于谐振频率时增加,在谐振频率上达到一个峰值,然后在高于谐振频率时降低。电阻上的电压与电流的响应是一致的。
    Ve和V曲线的总斜率如图13.14(c)和(d)所示。电压在谐振时最大,但是在高于和低于时会下降。L上的电压和C上的电压在谐振时的振幅绝对相等但是有180。的相位差,因此它们相互抵消。这样,在LC上的总电压为O,并且在谐振时VR=V。L和C上各自的电压V1和V。都远远高于信号源电压。请记住,无论频率为多少,V和Ve的极性总是相反的,但是只有在谐振时,它们的大小才相等。当频率在低于谐振情况下增加时,L和C组含上的电压降低,在谐振频率时达到最小值0,然后在高于谐振时增加,如图13.14(e)所示。

    在一个串联RLC电路中,当频率从谐振频率以下到谐振频率、然后再到谐振频率以上增加时,电路中的电流振幅和电压振幅也随之变化。FAN7680图13.13根据电流和电压降的变化给出了电路的一般响应。假设电路的Q值(品质因数)非常高,以至它对响应没有影响。Q是无功功率与实际功率的比值,将在本章稍后的部分进行讨论。
   1.信号源频率低于谐振频率
    图13.13(a)给出了当信号源频率从O增加至fr时的响应。在0Hz(直流)时,电容呈现开路并阻隔直流。这样在R和L上就没有电压,整个信号源电压都加在C上。电路在0 Hz时的阻抗为,因为X。为oo (C开路)。当频率开始增加时,X降低而X增加,使得总电抗,降低。结果使阻抗降低而电流增加。由于电流增加,VR也增加,所以Ve和都增加。CL组合上的电压从其最大值V。开始降低,因为都趋近于相同的值,它们的差值变小了。

           
    2.信号源频率在谐振频率上
    当信号源频率达到谐振频率fr时,如图13.13(b)所示,U和V,各自的值可能都比信号源电压大得多。因为V、和V大小相等、相位相反,所以VL和V,抵消,CL组合上的电压为0。这时,因为总电抗为0,所以总阻抗等于其最小值R。这样,电流达到其最大值Vs/R,VR也达到最大值,等于信号源电压。
    3.信号源频率高于谐振频率
    当信号源频率增加到谐振频率以上时,如图13.13(c)所示,继续增加而Xe继续减小。导致总电抗。增加。结果是阻抗增加而电流降低。由于电流降低,所以VR也降低.V和V1都降低。由于降低,所以它们的差值变大,因此增加。当频率变得非常高时,电流接近0VR和V接近于0V接近于V。
    图13. 14 (a)和(b)给出了电流和电压相对于频率增加的响应。当信号源频率增加时,电流在信号源频率低于谐振频率时增加,在谐振频率上达到一个峰值,然后在高于谐振频率时降低。电阻上的电压与电流的响应是一致的。
    Ve和V曲线的总斜率如图13.14(c)和(d)所示。电压在谐振时最大,但是在高于和低于时会下降。L上的电压和C上的电压在谐振时的振幅绝对相等但是有180。的相位差,因此它们相互抵消。这样,在LC上的总电压为O,并且在谐振时VR=V。L和C上各自的电压V1和V。都远远高于信号源电压。请记住,无论频率为多少,V和Ve的极性总是相反的,但是只有在谐振时,它们的大小才相等。当频率在低于谐振情况下增加时,L和C组含上的电压降低,在谐振频率时达到最小值0,然后在高于谐振时增加,如图13.14(e)所示。

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