• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基础定义
  • 4.应用举例
  • 4.1.谐振电路
  • 4.2.谐振与谐振条件
  • 4.3.谐振频率
  • 4.4.谐振时特性
  • 4.5.电路的频率特性
  • 4.6.选择性与通频带
  • 4.7.特点
  • 4.8.补充回答
  • 4.9.简介
  • 4.10.用公式表示
  • 4.11.谐振器
  • 4.12.概念
  • 4.13.压电效应
  • 4.14.主要参数
  • 5.谐振子

谐振

物理术语

谐振,即物理的简谐振动,物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比,且总是在指向平衡位置的回复力的作用下的振动。

谐振的动力学方程式是F=-kx。 谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路的区别是不会出现零序量。

基本信息

  • 中文名

    谐振

  • 表达式

    F=-kx

  • 特点

    容抗等于感抗

  • 条件

    由电感L电容C串联

  • 应用

    收音机

基础定义

在物理学里,有一个概念叫共振:当驱动力的频率和系统的固有频率相等时,系统受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思:当电路中激励的频率等于电路的固有频率时,电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上,共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。

应用举例

收音机利用的就是谐振现象。转动收音机的旋钮时,就是在变动里边的电路的固有频率。忽然,在某一点,电路的频率和空气中原来不可见的电磁波的频率相等起来,于是,它们发生了谐振。远方的声音从收音机中传出来。这声音是谐振的产物。

谐振电路

由电感L和电容C组成的,可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路,统称为谐振电路。在电子和无线电工程中,经常要从许多电信号中选取出我们所需要的电信号,而同时把我们不需要的电信号加以抑制或滤除,为此就需要有一个选择电路,即谐振电路。另一方面,在电力工程中,有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害,例如过电压或过电流。所以,对谐振电路的研究,无论是从利用方面,或是从限制其危害方面来看,都有重要意义。

谐振与谐振条件

由电感L和电容C串联而组成的谐振电路称为串联谐振电路,如图9-1-1所示。其中R为电路的总电阻,即R=RL+RC,RL和RC分别为电感元件与电容元件的电阻;Us 为电压源电压,ω为电源角频率。该电路的输入阻抗为

其中image。故得Z的模和幅角分别为

由式(9-1-2)可见,当image时,即有φ=0,即XL与XC相同。此时我们就说电路发生了谐振。而电路达到谐振的条件即为

image(9-1-3)

演示器

图9-1-1 串联谐振电路

谐振频率

由式(9-1-3)可得

ω0称为电路的固有谐振角频率,简称谐振角频率,因为它只由电路本身的参数L,C所决定。电路的谐振频率则为image

谐振阻抗,特征阻抗与品质因数

电路在谐振时的输入阻抗称为谐振阻抗,用Z0表示。由于谐振时的电抗X=0,故由式(9-1-1)得谐振阻抗为

Z0=R