串联谐振的产生有哪些原因

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。阻抗条件，谐振后虚部相等符号相反。串联阻抗等于0，并联阻抗等于无穷大。就是在谐振的时候，串联电路谐振电流无穷大；并联电路谐振电压无穷大（理论值）。在电阻、电感串联电路中，出现电源、电压、电流同相位现象，叫做串联谐振，其特点是：电路呈纯电阻性，电源、电压和电流同相位，电抗X等于0，阻抗Z等于电阻R，此时电路的阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。

在电阻、电容和电感串联的电路中，感抗Xl和Xc的作用是直接相减的。如果满足一定条件，恰好使Xl=Xc，则电路的电抗等于零，电路中的电流和电压相位相同，没有无功功率在电阻与电感、电容间交换。电路的这种状态称为串联谐振。

电路谐振条件是Xc=Xl，即ωL=1/ωC，由此可得电路固有谐振条件为f0=1/(2π√LC)。

阻抗条件：谐振后虚部相等符号相反。串联阻抗等于0，并联阻抗等于无穷大。就是在谐振的时候，串联电路谐振电流无穷大；并联电路谐振电压无穷大(理论值)。或者说：

串联电路中：总的输入阻抗的虚部等于零(谐振就是输出的电压和电流同相)

在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件(L或C)的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。

根据谐振原理，我们知道当前电抗器L的感抗值X1与回路中的容抗值Xc相等时，回路达到谐振状态，此时回路中仅回路电阻R消耗有功功率，而无功功率则在电抗器与试品电容之间来回振荡，从而在试品上产生高压。

产生串联谐振的条件：

XL=XC

由于串联谐振要在L、C中产生高压，可能造成击穿线圈或电容的危害，因此，在电力工程中应尽量避免串联谐振，而利用串联谐振试验装置进行检测电力系统就显得尤为重要了。

在具有R、L、C元件的正弦交流电路中，电路两端的电压与电流一般是不同相的。如果改变电路元件的参数值或调节电源的频率，可使电路的电压与电流同相，使电路的阻抗呈现电阻的性质，处在这种状态下的电路称为谐振。根据电路的不同连接形式谐振现象可分为串联谐振和并联谐振。在R、L、C串联电路中，当电路中的XL=XC时，阻抗角∮=0，即电源电压和电流同相，这种现象称为串联谐振。

串联谐振的特点：

① 谐振发生时，因感抗XL等于容抗XC，所以，阻抗达到最小值，电路呈电阻性。

② 在电压U不变的情况下，电路中的电流I达到最大值。

③ 由于谐振时XL=XC，所以UL=UC，而UL和Uc的相位相反，相加时互相抵消，所以电阻上的电压等于电源电压。串联电路谐振时具有某些特点，了解谐振现象可以利用这些特点，又可防止某些特点所带来的危害。LC谐波滤除装置就是利用串联谐振的特点，分别虑除主要各次谐波。在普通无功补偿装置中应避免串联谐振,这是因为,当串联谐振发生时，电容元件上的电压将增高，可能导致电容器绝缘层被击穿。但在无线电工程中，利用串联谐振现象的选择性和所获得的较高电压，可将所需要接收的信号提取出来，对LC选频谐振回路中的品质因数Q，它的定义是：Qo=WoL/r，Wo是回路的谐振频率，r是电感L的消耗电阻。

发布时间:2021-10-14 访问次数:1159