LC谐振是什么意思？LC谐振电路工作原理

具有L（电感器）、C （电容器）元件的电路由于其频率特性（如电流、电压和阻抗）而具有特殊特性，这些特性在特定频率下可能具有明显的最小值或最大值。这些电路的应用主要涉及发射机、无线电接收机和电视接收机。

只考虑一个LC电路，其中电容器和电感器都串联在电源两端，该电路的连接具有被称为谐振频率的精确频率谐振的独特特性。为此，本文就LC谐振电路相关知识进行简单介绍。

LC谐振电路的概念

LC电路也称为储能电路、调谐电路或谐振电路、由字母“C”表示的电容器和字母“L”表示的电感器连接在一起的电路，这些电路用于产生特定频率的信号或者从多个特定频率复合信号中接收信号。

LC电路是各种电子设备中的基本电子元件，尤其是在调谐器、滤波器、混频器和振荡器等电路中使用的无线电设备中。

LC电路的主要功能通常是以最小阻尼振荡。按照连接方式划分，LC电路可以分为串联LC谐振电路和并联LC谐振电路。

串联LC谐振电路原理

在串联LC电路配置中，电容器“C”和电感器“L”都串联连接，如下图所示。电容器和电感器两端的电压之和只是开路端子上的整个电压之和。LC电路 +Ve端子中的电流等于通过电感器 (L) 和电容器 (C) 的电流，即：

v = vL + vC，i = iL =iC

当“X L”感抗幅度增加时，频率也会增加。同理，当“X C ”容抗幅度减小时，频率随之减小。

在一个特定频率下，两个电抗X L和X C的大小相同，但符号相反。所以这个频率称为谐振频率，用LC电路表示。

因此，共振为：

X L = -X C

ωL = 1/ ωC

ω = ω0 = 1 / √LC

那么，电路的谐振角频率是多少？其实角频率可以使用以下公式得出：

f0 = ω0 / 2π √LC

在串联谐振LC电路配置中，两个谐振X C和X L相互抵消。实际上，都不是理想的组件，而是电流的流动，通常是由线圈绕组的电阻引起的。因此，提供给电路的电流在谐振时最大。

对于 f<f0，X L << (-X C )。因此，电路是电容性的。

对于 f<f0, X L >> (-X C )。因此，电路是感性的。

并联LC谐振电路原理

在并联LC电路配置中，电容器“C”和电感器“L”都并联连接，如下图所示。电容器和电感器两端的电压之和只是开路端子上的整个电压之和。LC电路 +Ve端子中的电流等于流过电感器 (L) 和电容器 (C) 的电流：

v = vL = vC

i = iL + iC

设定线圈的内阻为“R”。当两个谐振X C和X L时，无功支路电流相同且相反。因此，它们相互抵消以在关键线路中提供最少量的电流。当该状态下总电流最小时，总阻抗最大。谐振频率由下式给出：

f0 = ω0 / 2π = 1 / 2π √LC

注意，任何无功分支的电流在谐振时都不是最小值，而是通过将源电压“V”与电抗“Z”分开来单独给出。

因此，根据欧姆定律I=V/Z

抑制电路可以定义为，当线路电流最小且总阻抗在f0处最大时，电路在f0以下时为感性，而在f0以上时电路为容性。

LC谐振电路的应用

串联和并联LC谐振电路的应用主要涉及通信系统和信号处理，常见的应用包括以下几个方面：

• LC电路的常见应用是调谐无线电TX和RX。例如，当将收音机调谐到一个确切的电台时，电路将针对该特定载波频率设置为谐振。
• 串联谐振LC电路用于提供电压放大。
• 并联谐振LC电路用于提供电流放大，也用于射频放大器电路中作为负载阻抗，放大器的增益在谐振频率处达到最大值。
• 串联和并联谐振LC电路都用于感应加热。
• 这些电路用作电子谐振器，是放大器、振荡器、滤波器、调谐器、混频器、图形输入板、非接触式卡和安全标签X L和X C等各种应用中的重要组件。

总结

简单来说，LC谐振电路，就是在含有电容和电感的电路中，如果电容和电感串联，可能在很短时间内容，电容的电压逐渐升高，而电流却逐渐减少；与此同时电感的电流却逐渐增加，电感的电压却逐渐降低。如果电容和电感并联，则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。