武汉高压研究所——电力试验用串联谐振技术 - 1 - 第一篇 串联谐振原理 本篇将和大家讨论串联谐振电源产生的原理，并分析串联谐振现象的一些特征，探索串联谐振现象的一些基本规律，以便在应用中能更自如的使用串联谐振电源产品和分析在试验过程中发生的一些现象。 一、串联谐振的产生： 谐振是由R、L、C 元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先，我们来分析R、L、C 串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C 串联电路，在正弦电压U 作用下，其复阻抗为： 式中电抗X＝Xl—Xc 是角频率ω的函数，X 随ω变化的情况如图2 所示。当ω从零开始向∞变化时，X 从﹣∞向﹢∞变化，在ω＜ωo 时、X＜0，电路为容性；在ω＞ωo 时，X＞0，电路为感性；在ω＝ωo 时 图1 图2 此时电路阻抗Z(ωo )＝R 为纯电阻。电压和电流同相，我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C 串联电路中，所以又称为串联谐振。式1 就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率ωo 如下： 式1 武汉高压研究所——电力试验用串联谐振技术 - 2 - 谐振频率为 由此可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C 决定的．与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，可以调节电路参数L 或C，使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振；在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。 二、串联谐振的品质因数： 串联电路谐振时，其电抗X(ωo)＝0，所以电路的复阻抗 呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。谐振时，虽然电抗X＝XL—Xc=0，但感抗与容抗均不为零，只是二者相等。我们称谐振时的感抗或容抗为串联谐振电路的特性阻抗， 记为ρ，即 ρ 的单位为欧姆，它是一个由电路参数L、C 决定的量，与频率无关。 工程上常用特性阻抗与电阻的比值来表征谐振电路的性能，并称此比值为串联电路的品质因数，用Q 表示，即 品质因数又称共振系数，有时简称为Q 值。它是由电路参数R、L、C 共同决定的一个无量纲的量。 三、串联谐振时的电压关系 谐振时各元件的电压分别为 武汉高压研究所——电力试验用串联谐振技术 - 3 - 即谐振时电感电压和电容电压有效值相等，均为外施电压的 Q 倍，但电感电压超前外施电压900，电容电压落后外施电压900，总的电抗电压为 0。而电阻电压和外施电压相等且同相，外施电压全部加在电阻 R 上，电阻上...
