【正文】 因此，并聯(lián)諧振電路常常用作選頻器，收音機(jī)和電視機(jī)的中頻選頻電路就是并聯(lián)諧振電路。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 交流電路中諧振 ? 當(dāng)外加電源的頻率等于并聯(lián)電路的固有頻率時(shí)，可以獲得較大的信號(hào)電壓。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 （ 359） 交流電路中諧振 ? ? (1)電路顯電阻性，由于 R很小，因此，總阻抗很大， ； ? (2)總電壓與總電流同相； ? (3)品質(zhì)因數(shù) ? (4)支路電流可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于端口電流，支路電流是總電流的Q倍，即 ? IL=QI IC=QI ? 電感和電容上的電流大小相等，相位相反，且為電源電流的Q倍。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 交流電路中諧振 ? ? 理論和實(shí)驗(yàn)證明，電感線圈與電容并聯(lián)諧振電路的諧振頻率為 ? 在一般情況下，線圈的電阻比較小， ，則 ，所以諧振頻率近似為 ? 這個(gè)公式與串聯(lián)諧振頻率公式相同。如 圖 343所示，其中電感線圈用 R和 L的串聯(lián)組合來(lái)表示。 ? 并聯(lián)諧振電路的形式較多。如果信號(hào)源的內(nèi)阻抗很大，仍用串聯(lián)諧振電路，將使電路的品質(zhì)因數(shù)嚴(yán)重降低，選擇性變差。然而在電子電路中卻常常利用串聯(lián)諧振。當(dāng) Q1時(shí)，就有 UL=UCU,即 UL、 UC都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電源電壓。電感和電容上的電壓等于電源電壓的 Q倍。諧振時(shí)，電路的等效電抗為零，但是感抗和容抗都不為零，此時(shí)電路的感抗或容抗都叫做諧振電路的特性阻抗，用字母 ρ表示 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 (357) 交流電路中諧振 ? (5)品質(zhì)因數(shù)。串聯(lián)諧振時(shí)電感電壓與電容電壓大小相等，相位相反，互相抵消，因此串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。 ? (2)電壓與電流同相，電路呈現(xiàn)純電阻性質(zhì)。 ? (2)調(diào)諧 :當(dāng)電源的頻率 f一定時(shí)，可改變電容 C和電感 L使電路諧振。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 （ 356） 交流電路中諧振 ? ? 調(diào)諧過(guò)程就是使電源的頻率和電路的固有頻率二者由不相等達(dá)到相等的過(guò)程。式中 ω0稱為諧振角頻率，從上式中可解出 ? 串聯(lián)電路中的諧振頻率 f0與電阻 R和電源無(wú)關(guān)。 ? 并電容前后電路的有功功率不變，因此，由 圖 340(b)所示的相量圖可得 ? 因?yàn)? ? 所以 上一頁(yè) 返回 （ 354） 交流電路中諧振 ? 3. 6. 1串聯(lián)諧振 ? ? 由電阻、電感、電容組成的電路，如 圖 342所示，在正弦電源作用下，當(dāng)電壓與電流同相時(shí)，電路呈電阻性，此時(shí)電路的工作狀態(tài)稱為諧振。提高功率因數(shù)只是提高了電路總的功率因數(shù)。所謂提高功率因數(shù)，并不是提高電感性負(fù)載本身的功率因數(shù)。故COSφ2比 COSφ1大，提高了功率因數(shù)。 ? 圖 340(a)給出了一個(gè)電感性負(fù)載并聯(lián)電容時(shí)的電路圖， 圖340(b)是它的相量圖。就是在通常廣泛應(yīng)用的電感性電路中，人為地并聯(lián)電容性負(fù)載。主要辦法有改進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件，合理選擇電動(dòng)機(jī)的容量，或采用同步電動(dòng)機(jī)等措施。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 （ 353） 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? ? 一般可以從兩方面來(lái)考慮提高功率因數(shù)。在電源輸出電壓和負(fù)載的有功功率一定時(shí)，輸電線的電流 ? 由此可見(jiàn)，負(fù)載的 λ(cosφ)越小，輸電線的電流越大，輸電線的能量損耗就越大。這是因?yàn)?: 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? (1)提高功率因數(shù)可以提高發(fā)、配電設(shè)備的利用率。 ? ? 在交流電路中，一般負(fù)載多為電感性負(fù)載。 ? 3. 5. 2功率因數(shù)提高 ? 功率因數(shù)是電力系統(tǒng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。功率因數(shù)的大小由電路參數(shù) (R,L,C)和電源頻率決定。安 (kVA) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? 、無(wú)功功率、視在功率之間的關(guān)系 ? 下面以 RLC串聯(lián)電路來(lái)討論 ? 將前面介紹的電壓三角形的三邊同時(shí)乘以電流 I，就得到有功功率、 ? 無(wú)功功率、視在功率組成的三角形 ——功率三角形，如 圖 339所示。 ? 視在功率的單位是伏 例如，交流發(fā)電機(jī)、變壓器等額定電壓 UN和額定電流 IN的乘積稱為額定視在功率SN，即 ? SN=UNIN （ 350） ? SN又稱為額定容量，簡(jiǎn)稱容量。可以證明，電路的無(wú)功功率 ? Q=QLQC ? 上式中 QL為電路中全部電感元件無(wú)功功率之和， QC為電路中全部電容元件無(wú)功功率之和。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? 對(duì)電阻 R ? 對(duì)電感 L ? 對(duì)電容 C ? 可見(jiàn)，在正弦交流電路中，電阻元件的無(wú)功功率為零。當(dāng)電路中有多個(gè)電阻時(shí)，其總有功功率為各電阻的有功功率之和，即 ? P=PR1+PR2+PR3+… ? ? 工程中為了表示儲(chǔ)能元件能量交換的強(qiáng)弱，引入了用無(wú)功功率 Q，并定義 ? Q=UIsinφ （ 348） ? 它具有功率的量綱，但為了與電阻上消耗的有功功率相區(qū)別，無(wú)功功率的基本單位為乏爾，簡(jiǎn)稱乏 (var)。故阻抗角 φ也稱為功率因數(shù)角。則 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 (347) 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? 可以看出，正弦交流電路的有功功率不但與電壓、電流的有效值有關(guān)，還與電壓與電流相位差的余弦有關(guān)。 ? (有功功率 )P ? 由于瞬時(shí)功率是隨時(shí)間變化，測(cè)量和計(jì)算都不方便，所以在實(shí)際工作中常用平均功率。 上一頁(yè) 返回 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? 3. 5. 1正弦交流電路的功率 ? ? 圖 338所示為一無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)，在圖示參考方向下，輸人該二端口網(wǎng)絡(luò)的瞬時(shí)功率 p為 p=ui ? 設(shè)電流 ? 電壓 ? 則 下一頁(yè) 返回 （ 346） 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? 當(dāng)二端口網(wǎng)絡(luò)分別為 R,L,C元件時(shí)，根據(jù)式 (346)可得到這些元件吸收的瞬時(shí)功率為 ? 電阻 R ? 電感 L ? 電容 C 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 正弦交流電路的功率及功率因素提高 ? 可見(jiàn)， pR≥0，表明了電阻的耗能特性 。 ? 運(yùn)用相量法分析正弦交流電路時(shí)，直流電路中的結(jié)論、定理和分析方法同樣適用于正弦交流電路。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 正弦交流電路分析 ? 3. 4. 4相量分析法的一般解題步驟 ? 相量分析法的一般解題步驟為 : ? (1)根據(jù)原電路圖畫(huà)出相量模型圖 (電路結(jié)構(gòu)不變 ) ? (2)對(duì)相量模型圖應(yīng)用 KCL,KVL的相量形式，列寫(xiě)電路的相量代數(shù)方程，并求解 (或用相量圖求解 )。由 圖 333(c)所示 φ =0，此時(shí)電路如同純電阻電路一樣，這樣的情況稱為諧振。電路呈現(xiàn)電容性。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 正弦交流電路分析 ? (2)當(dāng) X0時(shí)，表明容抗大于感抗。由 圖 333(a)所示，φ0，此時(shí)電壓相位超前于電流相位。阻抗的大小決定于電路參數(shù) (R,L,C)和電源頻率，即 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 （ 341） （ 342） 正弦交流電路分析 ? 2. RL