对谐振的认识
先假设,导线与每个元件都是理想的。
谐振的法则及表现,其实只有一套,串并之异,乃电源所致,
书籍刊载的,老师讲授的,都只是以恒压源为背景,而实际上,谐振是能在恒流源或电磁场的驱动下正常运行的!
在这里,R=1Ω,谐振时,XL=XC=100Ω,槽路每边长皆为10cm,
理想L和C的自身Q值,是无穷大,但槽路的Q值因R的介入而只能达到100 。
这环路,既没分支,也无电源,因元件多于两个,可视之为串联。
能在电波暗室中自由震荡 (须预先给C充电),可被无线电波诱生 (而且迅速增长) 电流的槽路,只有LC,高阶的RC及LR带通网络也有「选择性」,但不给电就根本没法活。
对LC谐振惯常的诠释,是串联谐振与并联谐振,但我总觉着,书本写的,老师教的,都未能反映出LC谐振的本相,当谐振时,L和C的压降必高,环路中的电流必大,不管驱策者是电源还是电波,结果其实一样,场致谐振的效果,才是LC谐振的真面目,串并之别,非元件或电路之罪,而是电源特性的制约;
其实大家应该庆幸,世上没有理想电抗,否则,接收机或矿石收音机的调谐回路就会变成「特斯拉线圈」了,呵呵; 另方面,倘若R为0Ω,则串联谐振严禁搭配恒压源,并联谐振就不该伙拍恒流源了,即使元件安然无恙,搞得电闪雷鸣也不好的 。
MrCU204 发表于 2024-8-23 23:57
在这里,R=1Ω,谐振时,X=X=100Ω,槽路每边长皆为10cm,
理想L和C的自身Q值,是无穷大,但槽路的Q值 ...
假设,我想要 I=10A,咋整?!
可以用10V的恒压源或10A的恒流源,或者无线电波 (这电磁场得有多强才行) 来策动,结果同样是 VL=VC=1kV ,
如果用恒压源,R必须有,否则短路,若用恒流源,R可有可无 (如无,则恒流源电势降至0V,等同空载) 。
当LC槽路谐振时,都是 电流极大,L和C压降忒高,串并皆然,
跟串联谐振比较,并联谐振有个缺门,就是 不能以场致谐振来实现,因为,在并联谐振电路中,L和C的电流是必须有差额的 (这差额就是母线电流,亦就是电源的无功负荷),图中那电路没有支路,不能营造这差额,
所以,并联谐振只能以电源策动,如果策动者是恒流源,L和C的压降可以高得嚇人,至于恒压源嘛,功因为1的情况跟并联谐振脗合 (分别在于,功因夹杂了有功负荷)。
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LC谐振糊弄人的地方,就是槽路阻抗 !
理想槽路的整体阻抗,串联谐振时为零,并联谐振时为无穷大,
但其实,Xʟ和Xᴄ跟单独测量时无二,此乃直观认知所必须抓住的核心 ! !
任何元件,一旦成形,自身参数即告搞定,不因如何使用而有变,
任何元件,都离不开电动势、阻抗、电流的因果关系,当元件组合运用时,就是把代表各元件自身特性的公式中的某一个参数统一起来(类似于计算分数时通份母的做法) ,这就是直观,
而论原理,LC谐振「成长」的关键,是惯性,L是个「搬运工」,EMF正负交变,而谐振时,C总是正好跟EMF完全同相,全额叠加,
那么,L吸收的能量就随着每次交变而增加了一个EMF,而这能量又全数转移至电容,如此反复搬弄,直至R把EMF完全占掉,能量的堆叠才告休止,槽路终于平衡下来。
电抗无功存取的进程,是啥情况?!
业界及学术界也许觉得不值一哂,不屑一顾,菜鸟或中学生亦可能会不以为意,
电抗,至今仍不过是两种,电感及电容,纯电抗,单个使用或同类组合,换向点都是在电源电动势的峰值 !
那么,电流跟电动势就会有 90° 的相位差,但有一点大家可能忽略:电动势是因,压降是果,两者既是单向性的因果关系,又是一体的,不论有功无功,所以,压降跟电动势就如纯电阻那样,不会有相位差 !
理想电阻的伏安特性,是电流与电动势(或电压降)比恒定。那么,电流最大的瞬间当然就是电动势的峰值,而电流的方向则与电动势的极性同步变化,换向点位于交流基线(即过零),这点相信没谁有异议吧? !
可问题就在这里,当LC谐振时,槽路的视在阻抗不是「相当于纯电阻」吗? !
然而,电抗的传导机制跟电阻是不一样的,即使电抗元件运作于谐振状态,换向点依然是在电动势的峰值,电流与电动势之间的关系***是微积分性质,而理想电阻的伏安特性刚才说过,是线性,那么,唯一能让微积分进程跟纯电阻规律对得上号的工况,就是〖i≡0〗,也就是说,电流在任何瞬间皆为零! !。
MrCU204 发表于 2024-8-24 10:38
能在电波暗室中自由震荡 (须预先给C充电),可被无线电波诱生 (而且迅速增长) 电流的槽路,只有LC,高阶的R ...
看此图,I 是向右流的,如果将之换成纯DC恒压源 (电位就是左负右正),大家觉得这槽路还震得起来不?!
行 !!
因为,恒压源对交流是等同短路的,而实际情况则是,电容里贮存了跟电源相等的DC电平,但对谐振的进程按理不会构成障碍,
因为,从无线电波化入的能量,是可在电容里的DC电平上叠加摆渡的,这DC成份不会被电感挪用,但是,如果给电容并联负阻或可控性元件,则DC恒压源就会参与运作,令槽路内摆振的能量增加。
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