如果電容器和電感線圈與發(fā)電機串聯(lián),則只要電抗相等,就會發(fā)生串聯(lián)諧振,在這種情況下,Z的有效部分應盡可能小。
應當注意,僅在理想示例中,電感和電容僅具有電抗品質(zhì),在實際的電路和元件中,導體的有源電阻總是很小的,盡管有源電阻很小。
國電西高GDTF系列變電站變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置
在諧振時,能量在電感器和電容器之間交換,在理想的示例中,當最初連接能源(發(fā)電機)時,能量累積在電容器(或電感器)中,并且在斷開連接后,由于這種交換,會產(chǎn)生連續(xù)的諧振。
根據(jù)歐姆定律,電感和電容兩端的電壓大致相同:
其中X分別為Xc電容或XL感抗。
由電感和電容組成的電路稱為諧振電路。其頻率由以下公式計算:
諧振周期由湯普森公式確定:
由于電抗取決于頻率,因此電感電阻隨頻率增加而增加,而電容則減小,當電阻相等時,總電阻將顯著降低,這在圖中反映出來:
電路的主要特性是品質(zhì)因數(shù)(Q)和頻率,如果我們將電路視為四端口網(wǎng)絡,那么經(jīng)過簡單的計算后,其傳輸系數(shù)將降低為品質(zhì)因數(shù):K=Q
并且,電路端子處的電壓與電路的傳輸系數(shù)(品質(zhì)因數(shù))成比例地增加。
在串聯(lián)諧振下,Q因子越高,電路元件兩端的電壓將超過所連接發(fā)電機的電壓。電壓可能上升數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。如圖所示:
電路中的功率損耗僅歸因于有源電阻的存在。僅從電源獲取能量以維持諧振。
功率因數(shù)為:
此公式表明損耗是由于有功功率引起的: