交流電路諧振現(xiàn)象的仿真實(shí)驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間:2019-09-10 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】對(duì)于一個(gè)具有電阻、電感、電容的交流電路中,交流電源兩端的電壓一般不和它輸出的電流同相位,本文通過(guò)對(duì)仿真波形進(jìn)行分析。
如果調(diào)節(jié)電路的參數(shù)或者電源頻率使它們同相位,這時(shí)電路就發(fā)生了諧振現(xiàn)象。按照發(fā)生諧振現(xiàn)象的電路不同,可以分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。
1、串聯(lián)諧振
在R、L、C串聯(lián)電路中,但滿足感抗XL等于容抗XC時(shí),即電源的輸出電壓和輸出電流同相位,就會(huì)發(fā)生諧振現(xiàn)象。因?yàn)榘l(fā)生串聯(lián)電路中,所以也稱為串聯(lián)諧振。
為了更加深入了解串聯(lián)諧振的現(xiàn)象,在matlab/simulink中搭建交流串聯(lián)R、L、C電路。設(shè)置交流電源幅值為220V,頻率為50Hz,電阻為10歐姆,根據(jù)串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件,設(shè)置L為 0.0318H,C為3.1831e-04F,仿真結(jié)果下圖所示。
通過(guò)對(duì)仿真波形進(jìn)行分析可知:
(1)串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí),電路中的阻抗值達(dá)到最小。在電源電壓不變情況下,電路發(fā)生了串聯(lián)諧振使得電路中的電流達(dá)到最大值。
(2)由于電源的電壓和它輸出電流同相位,則電路對(duì)電源呈阻性。電源提供給電路的能量全被電阻消耗掉,電源與電路之間不存在能量交換。能量交換只發(fā)生在電感線圈和電容之間。
(3)由于發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),感抗等于容抗,電感兩端的電壓和電容兩端電壓幅值相等,相位正好相反,相互抵消,對(duì)整個(gè)電路不起作用。
(4)把電阻值由10歐姆調(diào)整為5歐姆時(shí),其它條件不變。此時(shí)感抗等于容抗大于阻抗,電源電壓波形、電感兩端的電壓波形和電容兩端電壓波形如下圖所示。從圖中可知,電感兩端的電壓和電容兩端電壓要遠(yuǎn)大于電源電壓,即發(fā)生了過(guò)電壓,可能會(huì)使線圈和電容的絕緣被擊穿。所以在電力工程中要避免發(fā)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象。
2、并聯(lián)諧振
在R、L、C并聯(lián)電路中,但滿足感抗XL等于容抗XC時(shí),即電源的輸出電壓和輸出電流同相位,就會(huì)發(fā)生諧振現(xiàn)象。因?yàn)榘l(fā)生并聯(lián)電路中,所以也稱為并聯(lián)諧振。
為了更加深入了解并聯(lián)諧振的現(xiàn)象,在matlab/simulink中搭建交流并聯(lián)R、L、C電路。設(shè)置交流電源幅值為220V,頻率為50Hz,電阻為10歐姆,根據(jù)并聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件,設(shè)置L為 0.0318H,C為3.1831e-04F,仿真結(jié)果下圖所示。
通過(guò)對(duì)仿真波形進(jìn)行分析可知:
(1)電路發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí),電路的阻抗的模數(shù)達(dá)到最大值,從而使電路電流達(dá)到最小值。
(2)電源電壓和電源電流同相位,電路對(duì)電源呈阻性。
(3)并聯(lián)諧振時(shí),電感支路和電容支路電流基本相等。在電子技術(shù)中利用電路發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)阻抗模高的特點(diǎn)用來(lái)選擇信號(hào)或者消除干擾。
來(lái)源:電工電氣學(xué)習(xí)https://mp.weixin.qq.com/s/L4Lynqr4PKDn-vg8WVrmlg 作者: 鄭俊觀
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