串聯諧振簡要概述

在電路中感抗和容抗的作用剛好相反。在電感器中，電壓超前電流，在電容器中，電壓滯 后電流，兩者電壓與電流都存在90°的相位差。因此，在L與C的串聯電路中，通過電感與電容的電流相同，兩者電壓相位差為180°，當L與C兩端電壓大小 相等時，它們相互抵消，此時測量LC兩端電壓，值為0。這種情況是不是很神奇呢，現在我們來研究下它是如何發生的。

提到電容電感，我們先回顧一下品質因數Q，Q定義為電抗與電阻的比值。電抗會隨著頻率改變。感 抗在頻率zui低時最小，隨著頻率的增高而增大，容抗在頻率zui低時最大，隨著頻率的增高而減小。那么，在任意L與C的串聯電路中，逐漸改變信號源的頻率，在某 一個頻率值上，感抗與容抗大小剛好相等，我們把這種特殊情況稱為諧振，這個頻率稱為諧振頻率，這種電路稱為串聯諧振電路。

在LC串聯電路中,當信號源頻率比諧振頻率低時，容抗大于感抗，隨著頻率逐漸降低，電容器的容 抗會變得更大，電感器的感抗會變得更小，這樣，電路總電抗會隨著頻率的減小而增大，因此，隨著頻率的降低，電路中電流變小；當頻率比諧振頻率高時，感抗大 于容抗，隨著頻率增高，容抗變得更小，而感抗變得更大，這時電路中總電抗會隨著頻率的增高而增大，因此，隨著頻率的增高，電路中的電流變小。由此，我們得 出一個非常重要的結論：LC串聯電路中頻率等于諧振頻率時，電路中電流最大，當高于或低于諧振頻率時，電路中電流減小。

您也許會問，那諧振情況下L與C的電壓是多大呢？通常情況下，L與C的電壓都非常大，一般是施 加到電路上的電壓的Q倍。這里舉個例子，在Q值為10的LC串聯電路中，如果信號源提供的電壓為10V，那么電感器和電容器兩端的電壓是100V，不用擔 心，這兩者電壓存在180°的相位差，相加后電路總電壓依然是10V。電容電感兩端高壓的產生是因為存儲在電容器電場和電感器磁場中的能量，在每個周期 內，在電容器與電感器間來回轉移。

縷清楚了這層關系，我們就可以運用串聯諧振的特質來設計一些實用電力試驗裝置，輕松玩轉串聯諧振回路了。其基本原理是利用勵磁變壓器激發串聯諧振回路，通過調節變頻控制器的輸出頻率，使回路電感L和電容C串聯諧振。變頻控制器為整套設備提供電源， 并把幅值和頻率都固定的380V或220V工頻正弦交流電轉變為幅值和頻率可調的正弦波。勵磁變壓器將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗電壓。高壓電抗器 L與試品C發生串聯諧振，諧振電壓即為加到試品C上的電壓，通過調節變頻電源的輸出電壓就可以實現對電容試品C的高壓試驗了。