LC并联谐振电路之总阻抗如何计算

核心提示电感阻抗Z1=R+jwL,电容阻抗Z2=-j/(wC)=1/(jwC),总阻抗的倒数1/Z=1/Z1+1/Z2,整理为Z=(R+jwL)/[1+jwC(R+jwL)]。=(R+jwL)/(1-LCw^2+jwRC),因为谐振频率为f=1/(

电感阻抗Z1=R+jwL,电容阻抗Z2=-j/(wC)=1/(jwC),总阻抗的倒数1/Z=1/Z1+1/Z2,整理为

Z=(R+jwL)/[1+jwC(R+jwL)]。

=(R+jwL)/(1-LCw^2+jwRC),因为谐振频率为f=1/(2π√LC),故可得w=2πf=1/(√LC),即1-LCw^2=0,代入上式有Z=(R+jwL)/(jwRC),并联谐振电路中R很小,可以将分子中的R看作0,则Z=(jwL)/(jwRC)=L/RC。

一个电感和一个电容组成的LC谐振回路有LC串联回路和LC并联回路两种。理想LC串联回路谐振时对外呈0阻抗,理想LC并联回路谐振时对外阻抗无穷大。利用这个特性可以用LC回路做成各种振荡电路,选频网络,滤波网络等。

LC串联时,电路复阻抗,Z=jwL-j(1/wC),令Im[Z]=0,即wL=1/(wC),得w=根号下(1/(LC))。此即为谐振角频率,频率可以自行换算。

LC并联时,电路复导纳,Y=1/(jwL)+1/[-j(1/wC)]=j[wC-1/(wL)],令Im[Y]=0。得wC=1/(wL)。即w=根号下(1/(LC))。可见,串联和并联公式是一样的。

扩展资料:

LC并联谐振电路特点:

1.电流与电压相位相同,电路呈电阻性。

2.串联阻抗最小,电流最大:这时Z=R,则I=U/R。

3.电感端电压与电容端电压大小相等,相位相反,互相补偿,电阻端电压等于电源电压。

4.谐振时电感(电容)端电压与电源电压的比值称为品质因数Q,也等于感抗(或容抗)和电阻的比值。当Q>>1时,L和C上的电压远大于电源电压(类似于共振),这称为串联谐振,常用于信号电压的放大;但在供电电路中串联谐振应该避免。

百度百科-LC并联谐振电路

lc振荡电路的滤波原理是什么,即为什么会滤波?详细的解答过程,谢谢

在RLC串联电路中,因为电感上的电压UL和电容上的电压UC是反相的,电感上的电压超前电阻上的电压UR 90度,电容上的电压滞后电阻上的电压90度,电感和电容上的电压相互抵消,抵消后的差额(UL-UC)与电阻上的电压方向差90度。求电路的总电压U时,就要把UR作为一条直角边,把(UL-UC)作为一条直角边,把U作为斜边来解直角三角形。于是有:

电路的总电压U=√UR^2+(UL-UC)^2 (都在根号里面) (1)

UR=电路里的总电流I * 电阻R;

UL=电路里的总电流I * 电感的感抗XL;

UC=电路里的总电流I * 电容的容抗XC;

U= 电路里的总电流I * 总阻抗Z;

把这些关系代入(1)式,得:

阻抗Z=√R^2+(XL-XC)^2 (都在根号里面) (2)

当电路发生谐振时,XL刚好等于XC,所以,电路里总阻抗达到了最小值

Z=R;

电流达到了最大值

I=U/R。

对于总电路来说,电感和电容相当于一点阻抗都没有了。但他们各自本身是有阻抗的,只不过对总电路来说互相抵消了而已。因为电感的感抗是随频率上升的,电容的容抗是随频率下降的,正好在谐振频率时他们两者相等。

这时,电感上的电压:

UL=I*XL

电容上的电压:

UC=I*XC

他们大小相等,方向相反。

设谐振频率为f0,则

XL=2*∏*f0*L

XC=1/(2*∏*f0*C)

即:

2*∏*f0*L=1/(2*∏*f0*C)

f0=1/(2*∏*√L*C) (3)

我们把谐振时电感或电容上的电压与电源电压的比值,定义为电路的品质因数Q。其物理意义就是看看电感或电容上的电压比电源电压大了多少倍。

因为谐振时电阻上的电压刚好等于电源电压,所以:

Q=UL/U=UC/U=XL/R=XC/R=2*∏*f0*L/R=1/(2*∏*f0*C*R)

那么为什么谐振时电感或电容上的电压会高于电路的总电压Q倍呢?就是因为电路里的电流达到了最大值,而电感的感抗又与电容的容抗相等。所以他们都达到了电源电压的Q倍。从上面的公式还可以看到,想增大Q值,必须尽量减少电路里的“等效”串联电阻。想减少Q值,就要增大R。

我为什么要在串联电阻前加“等效”二字呢?是因为分析串联谐振电路时,应把并联在电感或电容上的电阻“等效”为串联电阻来看待。

一般的LC滤波电路,采用L C串联形式组成一个分支回路,这个分支回路与被滤波的电路相并联。LC支路对特定频率信号产生谐振,谐振时L的感抗与C的容抗数值相等并相互抵消,呈现为低阻抗。这样就可以对特定频率信号进行滤波。因为LC回路在谐振频率附近的阻抗,相比被滤波的电路要低很多,这样特定频率的信号几乎全部流过LC回路,不流过后级电路,对后级电路而言就是对特定频率信号进行了滤波。

也有些滤波电路,采用LC相并联,再与被滤波的电路相串联。LC并联电路在谐振频率时呈现高阻抗,阻碍信号通过,使特定频率的信号电压几乎全部加在LC电路上,不反映到后级电路上。

 
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