
【電】 series resonance
in series; series; series connection
【計】 tadem
【化】 connection in series; install in series; series connection
【醫】 series
resonance; syntony
【電】 resonance
串聯諧振(Series Resonance)是電子工程中的基礎概念,指在電阻(R)、電感(L)和電容(C)串聯的交流電路中,當感抗($X_L$)與容抗($X_C$)大小相等、方向相反時,電路呈現純電阻性的現象。此時電路總阻抗最小,電流達到最大值,且電壓與電流相位一緻。其核心特征包括:
諧振條件
數學表達式為: $$ X_L = X_C quad Rightarrow quad 2pi f L = frac{1}{2pi f C} $$ 由此可得諧振頻率公式: $$ f_0 = frac{1}{2pisqrt{LC}} $$ 該公式是設計濾波器和振蕩器的關鍵依據。
工程應用
品質因數(Q因子)
定義為諧振時電感或電容的儲能與電阻耗能之比: $$ Q = frac{1}{R}sqrt{frac{L}{C}} $$ 高Q值電路具有更窄的帶寬和更強的頻率選擇性,適用于精密儀器測量(來源:《電子電路設計與應用》第4版)。
串聯諧振是交流電路中的一種特殊現象,指由電阻(R)、電感(L)和電容(C)組成的串聯電路在特定頻率下,感抗(XL)與容抗(XC)相等時發生的諧振狀态。以下是其核心要點:
諧振條件
當感抗與容抗相等時,即滿足:
$$ X_L = X_C quad text{或} quad 2pi f L = frac{1}{2pi f C} $$
此時諧振頻率為:
$$ f_0 = frac{1}{2pisqrt{LC}} $$
該條件下電路總阻抗最小(Z=R),電流達到最大值,且電壓與電流同相位。
能量交換特性
電感與電容之間實現完全的能量交換:磁場能(電感)與電場能(電容)周期性轉換,系統無需外部補充能量。
諧振時電容或電感兩端電壓可能遠高于電源電壓,需防止設備過壓損壞。
如需進一步了解具體試驗裝置或公式推導,可參考電力工程或電路理論相關文獻。
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