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探索RLC电路的谐振频率
如果您是一名工程师,那么您的逻辑思维可能会考虑围绕共振频率旋转的理论,该理论指出,当桥梁受到与其共振频率相匹配的振荡力时,它可能会振动。
上面的场景可以深入了解我们在RLC电路的谐振频率处会发生什么的主题。让我们进一步探讨这个主题。
共振频率是什么意思?
谐振频率定义为系统以最大振幅振荡的固有频率。当施加的外力与其自然频率共享相同的频率时,该系统就会共振。
在日常生活中,您会遇到以其共振频率共振的机制,从而产生更大的振幅。除了琴桥,摆幅,弦乐器和RLC电路,还以其谐振频率表现出非凡的性能。
例如,如果以其共振频率推动秋千,则会导致秋千达到比其他情况更高的高度。乐器的琴弦以类似的方式相互影响。在电子产品中,您会遇到共振频率,尤其是在RLC电路中。
串联RLC电路中的谐振频率
串联RLC电路的谐振频率。
上面描述的串联RLC电路通常用于各种PCB应用中。电感器和电容器在不同频率范围内的电抗均显示动态特性。
在特定频率下,感抗和容抗的大小相等,但相位相反。它们由等式表示:
X L = X C
由于电容性电抗和电感性电抗相互抵消,电路的阻抗将完全是电阻性的。当这种现象发生时,据说电路以其谐振频率振荡。串联RLC电路的谐振频率表示为
f r = 1 /2π√(LC)
在其谐振频率处,串联RLC电路的总阻抗处于最小值。这也意味着当电感器和电容器都出现短路时,电流将在谐振频率处达到峰值。
串联RLC电路的频率响应。
串联RLC电路可在谐振时实现最大功率传输,通常用作收音机,电视的带通滤波器或噪声滤波器。
并联RLC电路中的谐振频率
并联RLC电路图。
并联RLC电路还将在其谐振频率处表现出峰值行为,但是,与串联RLC电路相比,会有很大差异。
并联RLC电路的谐振频率也表示为:
f r = 1 /2π√(LC)
但是,相似之处到此结束。在谐振时,容抗和感抗将彼此相等。电感器和电容器还将以谐振频率传导更多电流。
流过两个组件的电流异相180°,导致相互抵消的电流。因此,并联的电感器和电容器部分将显示为开路。
当在图表上绘制并联RLC电路的频率响应时,您会发现电流在谐振频率处减小到最小。这与串联RLC电路的响应相反。
并行RLC电路的频率响应。
并行RLC电路也称为反谐振电路。它用作抑制电路,以抑制特定频率的电流通过。