RLC谐振电路工作原理及应用特点

RLC谐振电路是由电阻器、电感器和电容器组成的电路，它们由字母R、L和C表示。RLC谐振电路可以分为串联和并联连接。

RLC电路的名称来源于电阻、电感和电容元件的首字母，其主要的作用是形成一个谐波振荡器。众所周知，使用LC电路，它会产生共振。如果电阻增加，它会分解称为阻尼振荡。

RLC谐振电路原理

在处理共振时，它是一个复杂的组件，并且有很多差异。阻抗Z及其电路定义为：

Z = R + JX

其中R是电阻，J是虚数单位，X是电抗。

R和JX之间有一个脉冲信号，虚数单位是外部阻力。储存的能量是电容器和电感器的组成部分。电容器存储在电场中，电感器存储在幅度场中。

Z C =1/ jωc =-J/ωc

Z L = jωL

从方程 Z = R + JK可以将电抗定义为：

X C = -1/ωc

X L = ωL

电感和电容的电抗绝对值随频率而充电，如下图所示。

Q因子

Q的缩写定义为质量，也称为质量因子。品质因数描述了欠阻尼谐振器。如果欠阻尼谐振器增加，品质因数会降低。电谐振器电路阻尼会在电阻元件中产生能量损失。

Q因子的数学表达式定义为：Q( ω ) =存储的最大功率能量/功率损耗。

Q因子取决于它最常引用的谐振频率的频率，并且存储在电容器和电感器中的最大能量可以计算存储在谐振电路中的谐振频率。相关方程为：存储的最大能量 = 。

ILrms表示为通过电感器的RMS电流，它等于串联电路中电路中形成的总RMS电流，而并联电路中它不相等。类似地，在VCrms中是电容器两端的电压，它显示在并联电路中，它等于rms电源电压，但在串联时，电路由分压器同意。因此，串联电路很容易计算通过指示器存储的最大能量，并且在并联电路中通过电容器时考虑。

在电阻器中的实际功率降低：

找到串联RLC电路的最简单方法：

并联电路时考虑电压：

RLC串联谐振电路

RLC串联电路由串联RLC电路中的电阻、电感和电容组成。下图显示了串联RLC电路。在这个电路中，电容器和电感器将相互结合并提高频率。如果将Xcis重新连接到负值，那么很明显XL + XC应该等于零，对于这个特定的频率XL = -XC的虚数分量正好相互抵消。在这个频率运动时，电路的阻抗幅度很小，相位角为零，称为电路的谐振频率。

X L + X C = 0

X L = – X C =ω0 L=1/ω0 C = 1/LC

ω0 = √1 / LC ω0

=2Π f0

任意RLC谐振电路

可以通过考虑电阻元件两端的电压到输入电压来观察谐振效应，例如可以考虑电容器，既有：

VC/V = 1/1-ω2 LC + j ωRC

对于 R、L和C的值，该对角频率和共振频率比例如下图绘制：

VC/V- 1/ j ω0 RC

VC/V- j ω0 L/R

可以看到，由于这是一个正电路，因此耗散的总功率是恒定的

并联RLC谐振电路

在并联RLC谐振电路中，元件的电阻、电感和电容并联。RLC谐振电路是电压和电流交换作用的双重串联电路。因此，电路具有电流增益而不是阻抗，并且电压增益在谐振频率处最大或最小。

电路的总阻抗为：

= R ‖ Z L ‖ Z C

= R/ 1- JR (1/X C + 1/ X L )

= R / 1+ JR(ωc – 1/ωL)

当X C = – X L共振峰再次出现，因此共振频率具有相同的关系。

ω0 = √1/LC

要通过查看每个臂中的电流来计算电流增益，则电容器增益为：

ic/i = jωRC/ 1+ jR(ωc – 1/ωL)

电流增益幅度如上图所示，谐振频率为：

ic /i= jRC

RLC谐振电路的应用

RLC谐振电路应用非常的广泛，下面简单列举几点：

1. 振荡器电路、无线电接收器和电视机用于调谐目的。
2. 串联和RLC电路主要涉及信号处理和通信系统。
3. 串联LC谐振电路用于提供电压放大。
4. 串联和并联LC电路用于感应加热。

总结

本文简单介绍了关于RLC谐振电路、串联和并联RLC谐振电路、Q因子以及RLC谐振电路的相关内容，希望能够帮助大家更好的理解RLC电路。

不难发现，RLC就是由电阻器、电感器和电容器组成的电路，其主要的作用是形成一个谐波振荡器。