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探索RLC電路的諧振頻率
如果您是一名工程師,那么您的邏輯思維可能會(huì )考慮圍繞共振頻率旋轉的理論,該理論指出,當橋梁受到與其共振頻率相匹配的振蕩力時(shí),它可能會(huì )振動(dòng)。
上面的場(chǎng)景可以深入了解我們在RLC電路的諧振頻率處會(huì )發(fā)生什么的主題。讓我們進(jìn)一步探討這個(gè)主題。
共振頻率是什么意思?
諧振頻率定義為系統以最大振幅振蕩的固有頻率。當施加的外力與其自然頻率共享相同的頻率時(shí),該系統就會(huì )共振。
在日常生活中,您會(huì )遇到以其共振頻率共振的機制,從而產(chǎn)生更大的振幅。除了琴橋,擺幅,弦樂(lè )器和RLC電路,還以其諧振頻率表現出非凡的性能。
例如,如果以其共振頻率推動(dòng)秋千,則會(huì )導致秋千達到比其他情況更高的高度。樂(lè )器的琴弦以類(lèi)似的方式相互影響。在電子產(chǎn)品中,您會(huì )遇到共振頻率,尤其是在RLC電路中。
串聯(lián)RLC電路中的諧振頻率
串聯(lián)RLC電路的諧振頻率。
上面描述的串聯(lián)RLC電路通常用于各種PCB應用中。電感器和電容器在不同頻率范圍內的電抗均顯示動(dòng)態(tài)特性。
在特定頻率下,感抗和容抗的大小相等,但相位相反。它們由等式表示:
X L = X C
由于電容性電抗和電感性電抗相互抵消,電路的阻抗將完全是電阻性的。當這種現象發(fā)生時(shí),據說(shuō)電路以其諧振頻率振蕩。串聯(lián)RLC電路的諧振頻率表示為
f r = 1 /2π√(LC)
在其諧振頻率處,串聯(lián)RLC電路的總阻抗處于最小值。這也意味著(zhù)當電感器和電容器都出現短路時(shí),電流將在諧振頻率處達到峰值。
串聯(lián)RLC電路的頻率響應。
串聯(lián)RLC電路可在諧振時(shí)實(shí)現最大功率傳輸,通常用作收音機,電視的帶通濾波器或噪聲濾波器。
并聯(lián)RLC電路中的諧振頻率
并聯(lián)RLC電路圖。
并聯(lián)RLC電路還將在其諧振頻率處表現出峰值行為,但是,與串聯(lián)RLC電路相比,會(huì )有很大差異。
并聯(lián)RLC電路的諧振頻率也表示為:
f r = 1 /2π√(LC)
但是,相似之處到此結束。在諧振時(shí),容抗和感抗將彼此相等。電感器和電容器還將以諧振頻率傳導更多電流。
流過(guò)兩個(gè)組件的電流異相180°,導致相互抵消的電流。因此,并聯(lián)的電感器和電容器部分將顯示為開(kāi)路。
當在圖表上繪制并聯(lián)RLC電路的頻率響應時(shí),您會(huì )發(fā)現電流在諧振頻率處減小到最小。這與串聯(lián)RLC電路的響應相反。
并行RLC電路的頻率響應。
并行RLC電路也稱(chēng)為反諧振電路。它用作抑制電路,以抑制特定頻率的電流通過(guò)。