目录

1.RLC并联谐振回路:

1.1RLC并联回路的谐振:

1.2RLC并联回路的品质因数:

2.电感线圈与电容线圈的并联谐振:

2.1 并联谐振:

2.2 发生谐振的条件:

 2.3 电感线圈与电容线圈的并联时候的品质因数:

3.仿真验证:


RLC并联谐振回路与串联谐振回路是一个对偶的关系,建议先参考一下RLC串联回路:RLC串联电路及其谐振_失重半生的博客-CSDN博客

1.RLC并联谐振回路:

1.1RLC并联回路的谐振:

如图1,我们搭建一个最简单的RCL并联回路:

图1 RLC并联回路

 电路的导纳函数为:

Y = \frac{1}{R} + j(\omega C - \frac{1}{\omega L})

谐振角频率为:

\omega_{0} = \frac{1}{\sqrt{LC}}

当输入信号的频率为\omega_{0}时候,若将后面的LC并联电路看为一体,可以发现,LC并联电路导纳为零,阻抗无穷大,相当于断路,此时的端电压最大。整体电路可以等效成一个电流源和R1的并联,如图2所示:(理想情况下,如果这时候没有电阻R,理想电流源肯定要完蛋 )

图2 等效后的电路

1.2RLC并联回路的品质因数:

本文章只给出计算公式,数学推导不再赘述。(电路基础的很多东西其实都是记住结论):

第一个计算公式:

Q = \frac{\omega_{0} C}{G} = \omega_{0} CR = \frac{1}{G} \sqrt{\frac{C}{L}}

第二个计算公式:

Q = \frac{1}{\omega_{0} LG} = \frac {R}{\omega_{0} L} = \frac{1}{G} \sqrt{\frac{C}{L}}

注意:G是电导。可以发现,并联的Q就是串联电路的Q的倒数。

2.电感线圈与电容线圈的并联谐振:

2.1 并联谐振:

实际的电感线圈总是存在电阻,因此当电感线圈与电容器并联时候,电路如图3所示:

图3 电感线圈与电容线圈的并联

 具体的推导较为复杂,想要具体过程的朋友们建议去参考电路基础网课。本文只给出谐振角频率的公式:

\omega_{0} = \sqrt{\frac {1}{LC} - (\frac {R}{L})^2}

2.2 发生谐振的条件:

由上面的公式我们不难看出,电感线圈与电容线圈的并联电路发生谐振是有一定条件的:

条件1:\frac {1}{LC} - (\frac {R}{L})^2 > 0,即必须有R<\sqrt{\frac {L}{C}}时候,电路才可以发生谐振;

条件2:R<<\omegaL,这一点是在实际工程运用中提出的,此时可以推导出一个新的谐振角频率:

\omega_{0} = \frac{1}{\sqrt{LC}}

 2.3 电感线圈与电容线圈的并联时候的品质因数:

计算公式:(和串联时候的一样,此时还必须保证R<<\omegaL)

Q= \frac {\omega_{0} L}{R}

3.仿真验证:

我们通过仿真来看具体学习一下RLC并联回路的特性,为便于用改变频率,这里采用交流电压源,输入信号为分别为:1kHz、5kHz、10kHz。(电路的谐振频率为5.032kHz)

输入信号源频率为1kHz时:

 输入信号源频率为5kHz时:

 

 输入信号源频率为10kHz时:

 可以看出来,当信号源频率为5kHz时电流降至0,说明当信号源频率与谐振频率几乎一致时整体电路阻抗有最大值。

Logo

旨在为数千万中国开发者提供一个无缝且高效的云端环境,以支持学习、使用和贡献开源项目。

更多推荐