电路谐振
谐振电路
谐振编辑词条B添加义项?谐振电路（英语：Resonant circuit），泛指在交流RLC电路中，电压或电流为最大值时，称之为谐振。
即电感与电容各自的电抗互相抵消，电源所提供的功率都落在电阻上。
谐振电路常应用在无线电与无线通信。
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基本信息∙中文名称∙谐振∙∙全称∙简谐振动∙∙表达式∙F=-kx∙∙应用∙收音机∙∙特点∙容抗等于感抗∙∙条件∙由电感L和电容C串联∙目录1基本概念2谐振解析3电路谐振4其他资料基本概念折叠编辑本段定义折叠在物理学里，有一个概念叫共振：当策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。
应用折叠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。
谐振电路折叠由电感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出，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。
§9.1 串联谐振的电路一．谐振与谐振条件二．电路的固有谐振频率三．谐振阻抗，特征阻抗与品质因数一．谐振与谐振条件折叠由电感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。
电路谐振原理
电路谐振原理电路谐振是指在电路中，当电感和电容达到一定数值时，电路会产生共振现象。
共振是指电路中的电感和电容相互作用，使得电路中的电流和电压达到最大值的状态。
在电路设计和应用中，谐振原理是一个非常重要的概念，它在无线通信、电子设备和电力系统等领域都有广泛的应用。
电路谐振的原理可以通过简单的RLC电路来进行解释。
在一个RLC电路中，电感、电容和电阻分别代表了电路中的电感元件、电容元件和电阻元件。
当电路中的电感和电容达到一定数值时，电路就会产生共振现象。
共振频率可以通过以下公式计算得到：f = 1 / (2 π√(LC))。
其中，f代表共振频率，L代表电感的大小，C代表电容的大小，π是圆周率。
从公式可以看出，当电感和电容的数值达到一定比例时，共振频率就会出现。
在共振频率下，电路中的电压和电流会达到最大值，这就是电路谐振的原理。
电路谐振的原理可以应用在许多领域中。
在无线通信中，谐振原理被广泛应用于天线和射频电路的设计中。
通过合理设计电感和电容的数值，可以使天线在特定频率下达到最佳工作状态，从而提高无线通信的效率和性能。
在电子设备中，谐振原理也被用于振荡器和滤波器的设计中，以实现特定频率下的信号处理和调节。
在电力系统中，谐振原理可以用于电力电容器的设计和应用，以提高电力系统的功率因数和稳定性。
除了以上应用外，电路谐振原理还可以应用于音响设备、雷达系统、医疗设备等领域。
通过合理设计电路中的电感和电容，可以使电路在特定频率下达到最佳工作状态，从而提高设备的性能和稳定性。
总之，电路谐振原理是电路设计和应用中的重要概念，它可以帮助工程师们设计出更加高效和稳定的电路系统。
通过合理设计电路中的电感和电容，可以使电路在特定频率下产生共振现象，从而达到最佳工作状态。
在实际应用中，工程师们需要充分理解电路谐振的原理，以便更好地应用于各种电子设备和系统中，从而提高设备的性能和稳定性。
谐振电路
谐振的概念：含有电感和电容的电路，在特定频率下，电压U 和I 同相，称呼这个时候的电路为谐振电路；谐振分串联谐振和并联谐振:串联谐振:d一般我们分析串联谐振的时候，理想模型是LC 串联，但实际电路中，电感和电容都有寄生电阻，所以用RLC 串联模型更接近实际电路；RLC 电路中，阻抗()ϕ∠=-+=Z X X j R Z C L当电路阻抗呈现纯阻性，没有任何感性和容性，我们就认为电路是谐振了，此时j (X L -X C )=0X L -X C =0 => X L =X C=>CL 001ωω==>，而角频率和频率的关系 ，从而有：角频率：频率：谐振电路知道谐振频率和电感以后，调容调谐:谐振电路知道谐振频率和电容以后，调感调谐：串联谐振电路的基本特征：1， 电路阻抗为纯电阻，且最小 Z 0=R ；2， 电抗为零，定义此时的感抗和容抗为特性阻抗，也就是；3， 品质因子Q=，此时U L0=U C0=QU s ，品质因子远大于1，故电感和电容上的电压远高于电源电压US ，此时发生的谐振叫电压谐振，但因为两者电压极性相反，故电路整体并未呈现高压；品质因子的物理意义：在谐振状态时，U C 和U L 比U S 大的倍数，Q=4， 功率全部消耗在电阻上，电感和电容上的无功功率为零。
并联谐振:对并联电路，用阻抗Z 分析比较复杂，因此我们推导电路中的导纳Y ：（谐振时，电压和电流相位差为零，U 、I 同相，导纳Y 的虚部为零，也就是：（（通常射频电感中R L 远小于 ，所以以上的公式可以推出来：（=>（=> =>（=>f=并联谐振电路的基本特征：1. 谐振时，回路U 与I 同相； 远小于 ，，I C =U ，并联电路的导纳，由于R L << ，导纳Y，Z —>∞2.谐振时，回路阻抗Z0=1/Y===L/ C3.并联谐振时，电路的特性阻抗与串谐一样；4.品质因子Q=, = I C0=QI0，由于Q>>1,故= I C0远大于I0，此时的谐振称为电流谐振。
电路中的谐振
电场能量
磁场能量
电感和电容能量按正弦规律变化，最大值相等 WLm=WCm。
2 1 CU 2 LI 2 w总 w L wC 1 LIm 0 Cm 0 0 2 2
总能量是常量，不随时间变化，正好等于最大值。
电场能量和磁场能量不断相互转换，有一部分能量在 电场和磁场之间作周期振荡，不管振荡过程剧烈程度如何， 它都无能量传给电源，也不从电源吸收能量。 电感、电容储能的总值与品质因数的关系：
UL
UR UC
I
当 0L=1/(0C )>>R 时 ， UL= UC >>U 。
(5). 功率
谐振时的相量图
P=RI02=U2/R，电阻功率达到最大。
1 2 Q Q L QC 0, Q L ω0 LI , QC I0 ω0 C 即L与C交换能量，与电源间无能量交换。
U m0 sin t I m0 sin t 则 i R I uC U Cm0 sin( t 90o ) m0 sin( t 90o ) L I m0 cos t 0C C
1 2 2 2 1 LI 2 cos2 t wC 1 CuC CU cm cos t 0 2 2 m0 2
根据这个特征来判断电 路是否发生了串联谐振。 (4). LC上串联总电压为零，即 +
|Z| R
O
I
0
R
_ + + U R UL _ + UC _
UL UC 0, LC相当于短路。
U
谐振电路
1 LC
10 rad / s
7
L/C r
40
Ri
L/C r
40k
0
Q
250k (rad / s )
2）整个回路： o
Qe Q 1 Zo Ri
1 LC
U Z oe I s 20V
10 rad / s
7
3）各支路电流：
IR
i
20
Zo Ri
Z oe
Is U Y
1 r jL r jL r
2
(L)
2
谐振条件：
C
r
L
2
(L)
1 (
2
0
谐振阻抗： 0 Z 特征阻抗：
L/C r
L C
谐振频率：
r L
)
2
LC
0
实际工程中， r , o很高，在 o附近变化，故 0 L
o
2 1
0
Q
六、并联电阻Ri的影响：
0
Q Q0 1 Z0 Ri
1 LC
Z Z0 1
L /C
0
Q
Ri
Z0 Ri
品质因数、谐振阻抗下降；通频带增宽。 Ri ：称为展宽电阻
18
例1: 解:
图示谐振电路, 已知Us=12V , 求f0、、Q、f、U、Z0。
L2, C2可调。
谐振条件： 次级电流：
I2 X M I10 R22 R22
X 22 X 22
Z 22 R22 jX 22
Z11 R11 jX11
电路中的谐振
类似地，将并联谐振中I1或IC与I0的比值称为品质因数Q，即
Q I1 IC 0L 1 1 L I0 I0 R 0CR R C
（4）
第 12 页
电 路 中 的 谐 振
并 联 谐 振
1.1
RLC
第 13 页
例2-11
将一个R＝15Ω、L＝0.23mH的电感线圈与一个C＝100pF的电
容器并联，求该并联电路的谐振频率和谐振时的等效阻抗。
，其值最小，电路呈电阻
性。由于此时电源电压与电路中的电流同相，因此，电源供给电路的能量全
部被电阻所消耗，电源与电路之间不发生能量互换，能量互换只发生在电感
线圈与电容器之间。
②在电源电压U不变的情况下， 电路中的电流在谐振时将达到最大，即
Hale Waihona Puke I0U R③• 由于• XL＝XC，所以，UL＝UC。但
因
U
与
L
下（右）图所示。
电 路 中 的 谐 振
并 联 谐 振
1.1
RLC
由基尔霍夫电流定律的相量表示式可知
•
•
•
I
•
I1
•
IC
R
U
jL
U j 1
C
•
U
R2
R
L2
j
R2
L
L2
C
（1）
••
由于谐振时U与 I 同相，因此，上式中的虚部应为零，即
R2
L
L2
C
0
（2）
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电 路 中 的 谐 振
U
C
相位相反，互相抵消，故电
源电压等于电阻电压
•
U
•
UR
电路中谐振的概念
电路中谐振的概念
电路中谐振是指在特定频率下，电路中的电感和电容元件之间的相互作用使得电路产生共振现象。
谐振是电路中能量交换最为有效的情况之一，其频率被称为谐振频率。
在一个电路中，电感和电容元件会在特定频率下形成谐振回路。
在谐振频率附近，电感和电容之间会建立一个特殊的交流电路，使得电路中的电流和电压呈现出共振的现象。
谐振的概念可以通过振荡的简单LC电路来解释。
在这样的电路中，电感和电容通过一条导线相连。
当电容储存电荷时，电场能量储存在电容器的电场中。
当电容器的电荷快速释放时，电感器中的磁场能量将电流储存在电感器中。
这种电流和电压的周期性交换导致了电路的谐振。
谐振频率是使得电感和电容元件之间的能量交换最大化的频率。
在LC电路中，谐振频率可以通过以下公式计算：
f = 1 / (2π√(LC))
其中，f为谐振频率，L为电感的值，C为电容的值。
谐振在电路设计和应用中具有重要的意义。
一些电子设备和通信系统会利用谐振效应来实现信号传输、滤波和放大等功能。
例如，无线电调谐器使用谐振电路来选择特定的频率进行接收和发送信号。
此外，谐振还在音频设备中发挥重要作用。
例如，音箱中的谐振腔体可以增强特定频率的音频信号，使其更加丰满和饱满。
总之，电路中谐振是指在特定频率下，电感和电容元件之间的相互作用使得电路产生共振现象。
谐振频率是使得能量交换最大化的频率，它在电路设计和应用中有着重要的作用。
电路中的谐振现象
电路中的谐振现象电路是现代科技领域不可或缺的一部分，我们的日常生活中有许多设备和工具都依赖于电路的正常运作。
而在电路中，谐振现象是一种常见而又有趣的现象，它影响着电路的性能和稳定性。
让我们一起来探索电路中的谐振现象吧。
首先，为了理解谐振现象，我们需要了解什么是谐振。
谐振是指某一系统在受到外力作用后，达到某种平衡状态的现象。
在电路中，谐振发生在由电感和电容元件组成的谐振电路中。
谐振电路一般包括一个电感、一个电容和一个电阻。
一种常见的谐振电路是LC谐振电路，它由一个电感和一个电容串联而成。
当外加交流电源接入LC谐振电路时，谐振频率会引起电路中电感和电容之间的能量交换。
这种能量交换会导致电压和电流的振荡。
当振荡达到最大值时，我们说谐振现象发生了。
LC谐振电路的谐振频率可以通过公式f=1/(2π√(LC))计算得出。
其中，f代表谐振频率，L代表电感，C代表电容。
通过这个公式，我们可以看出，电感和电容的数值决定了谐振频率的大小。
谐振频率越高，电路中的振荡速度就越快。
谐振电路不仅仅是理论上的概念，它在实际应用中也起到了重要的作用。
例如，在无线电通信中，天线往往使用LC谐振电路来选择特定的频率进行信号传输。
这样可以提高通信的稳定性和效率。
此外，谐振电路还常用于音频放大器、调谐器和滤波器等电路中。
除了LC谐振电路外，RLC谐振电路也是一种常见的谐振电路。
RLC谐振电路由一个电感、一个电容和一个电阻串联而成。
电阻在这种电路中起到了阻尼作用，可以控制振荡的幅度和衰减速度。
由于电阻存在，RLC谐振电路的谐振现象对外界干扰更加抗干扰。
谐振现象不仅仅发生在串联谐振电路中，还可以在并联谐振电路中观察到。
并联谐振电路是由一个电感、一个电容和一个电阻并联而成。
并联谐振电路在电路设计中也有广泛的应用，例如功率因数校正电路和变频器等。
总之，电路中的谐振现象是一个令人着迷的话题。
通过了解谐振的概念和谐振电路的工作原理，我们可以更好地理解电路中的振荡现象。
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电路谐振
含有电感线圈和电容器的无源（指不含独立电源）线性时不变电路在某个特定频率的外加电源作用下，对外呈纯电阻性质的现象。
这一特定频率即为该电路的谐振频率。
以谐振为主要工作状态的电路称谐振电路。
无线电设备都用谐振电路完成调谐、滤波等功能。
电力系统则需防止谐振以免引起过电流、过电压。
电路中的谐振有线性谐振、非线性谐振和参量谐振。
前者是发生在线性时不变无源电路中的谐振，以串联谐振电路中的谐振为典型。
非线性谐振发生在含有非线性元件电路内。
由铁心线圈和线性电容器串联（或并联）而成的电路（习称铁磁谐振电路）就能发生非线性谐振。
在正弦激励作用下，电路内会出现基波谐振、高次谐波谐振、分谐波谐振以及电流（或电压）的振幅和相位跳变的现象。
这些现象统称铁磁谐振。
参量谐振是发生在含时变元件电路内的谐振。
一个凸极同步发电机带有容性负载的电路内就可能发生参量谐振。
所谓谐振，按电路理论，它是正弦电压加在理想的(无寄生电阻)电感或电容串联电路上。
当正弦频率为某一值时，容抗与感抗相等，电路的阻抗为零，电路电流达到无穷大；如果正弦电压加在电感和电容并联电路上，当正弦电压频率为某一值时，电路的总导纳(导纳是阻抗的倒数)为零,电感、电容元件上电压为无穷大。
前者称为串联谐振，后者称为并联谐振。
用公式表示
Z=R+j(XL-XC) 其中，Z为阻抗，R为电阻，XL-XC=X为感抗+容抗=电抗。
从公式中间可以清晰的看出：当感抗XL与容抗XC相等的时候，Z中间只包含实分量R，即纯电阻。
此时即为谐振。
谐振子
把振动物体看作不考虑体积的微粒（或质点，点电荷）的时候，该振动物体就叫谐振子。
所谓谐振，在运动学就是简谐振动，该振动是物体在一个位置附近往复偏离该振动中心位置（即平衡位置）进行运动，在这个振动形式下，物体受力的大小总是和他偏离平衡位置的距离成正比，并且受力方向总是指向平衡位置。
电学谐振指的是电磁学物理量的强度在一个中值上下进行波动，也是类似运动学的谐振。
振动是粒子运动的另一种形式，谐振子（harmonic oscillator)的振动，是最简单的理想振动模型。
这里将把定态薛定谔方程应用于一维谐振子和三维谐振子系统，求解得到其波函数和能量。