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电力检测技术 / Power detection

检测技术 / Power detection

变频串联谐振试验成套装置交流电路

时间:2019-12-6   来源:华天电力  阅读:915

单独使用交流电路时,电感器,电容器和电阻器都会阻碍电流。当这三个同时出现时,它们的表现如何?有趣的是,它们的单个电阻(以欧姆为单位)不会简单地相加。因为电感器和电容器的行为相反,所以它们部分地完全抵消了彼此的影响。图1显示了具有交流电压源的串联谐振电路,其行为是本节的主题。RLC电路分析的关键是X L和X C的频率依赖性,以及它们对电压相对于电流的相位的影响(在上一节中建立)。这些引起电路的频率依赖性,具有重要的“谐振”特性,这些特性是许多应用(如无线电调谐器)的基础。


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图1.具有交流电压源的RLC串联电路。


电阻R,电感性电抗X L和电容性电抗X C的组合作用被定义为阻抗,即直流电路中电阻的交流模拟。RLC电路中的电流,电压和阻抗与欧姆定律的AC版本有关:


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其中,I 0是峰值电流,V 0是峰值电源电压,Z是电路的阻抗。阻抗的单位是欧姆,它对电路的影响如您所料:阻抗越大,电流越小。为了获得有关R,X L和X C的 Z表达式,我们现在将研究各个组件上的电压与电源电压之间的关系。这些电压标记为V R,V L和V C在图1中。为了保持电荷,电路的每个部分中的电流始终保持相同,因此我们可以说R,L和C中的电流相等且同相。但是从上一节我们知道,电感器V L两端的电压将电流领先四分之一周期,电容器V C两端的电压跟随电流四分之一周期,电阻器两端的电压V R与电流正好同相。图2在一张图中显示了这些关系,并显示了电路周围的总电压V  =  V R  + V L  +  V C,其中所有四个电压均为瞬时值。根据基尔霍夫回路定律,电路V周围的总电压也是电源电压。从图2中可以看出,当V R与电流同相时,V L领先90o,V C跟随90o。因此,V L和V C相位相差180o(波峰至波谷),并且往往会抵消,尽管除非它们具有相同的幅值,否则不会完全抵消。由于峰值电压未对齐(不是同相),因此电源的峰值电压V 0会不等于R,L和C两端的峰值电压之和。


串联谐振


其中V 0 R,V 0 L和V 0 C分别是R,L和C两端的峰值电压。现在,使用欧姆定律和电抗,电感性和电容性的定义,我们将V 0  =  I 0 Z替换为上述值,并将V 0 R  =  I 0 R,V 0 L  =  I 0 X L和V 0替换为C  =  I 0 X C,


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I 0取消以产生Z的表达式:


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这是变频串联谐振试验成套装置交流电路的阻抗。对于不带电阻的电路,取R = 0;否则,取0。对于那些没有电感的,取X L  = 0; 对于没有电容器的用户,取X C  = 0。


串联谐振.jpg


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