串联谐振原理浅析

串联谐振定义

在含有电阻、电感及电容元件串联的交流电路中，当电源电压U与电路电流I相位同相时，则称电路发生了谐振，因元件是串联连接方式，故称为串联谐振。

电路电流：l=U/Z电路等效阻抗：Z=R+J（XL-XC）

由串联谐振定义可知：电路发生谐振时，电路电流1与电源电压U同相。又由电工基础可知，只有在交流电路负载呈纯阻性时，电源电压与电流同相。

由上可知，电路谐振时具有以下明显特点：

（1）电路等效阻抗达到最小值且等于电阻分量，Z=R。

（2）电路等效电抗分量等于零，即：XL-XC=0  XL=XC

（3）根据公式l=U/z，当电源电压一定，z等于最小值时，达到最大值。在串谐定义时，也可表述为：在含有电阻、电感及电容元件串联的交流电路中，当XL=XC（或Z=R）时，则电路发生了谐振。

各元件电流电压分析：

元件电流：串联电路中，各元件流过电流相同。

元件电压：

电阻电压UR=U/R*R=U

电感电压UL=U/R*XL=（XL/R）*U

电容电压UC=U/R*XC-=（XC-/R）*U

因为：XL=XC，故：UL=UC

可知：电源电压等于电阻两端电压，即电源电压全部作用于电阻元件两端。电感、电容元件两端电压在数值上大小相等，其值等于电源电压的X/R（或Xc/R）倍，但相位相反。

U：电源激励电压

I：回路电流。因谐振时负载呈纯阻性，故在向量上与电源电压同相位。

UR：电阻元件两端电压。与电源电压完全相同。

UL：电感元件两端电压。电感元件电压超前电流90°。

UC：电容元件两端电压。电容元件电压滞后电流90°。