在富含電容和電感的電路中,在一定條件下,出現在某個很小的時間段內:電容的電流逐步下降,而電壓卻漸漸降低,與此同時電感的電壓卻漸漸降低,電感的電流卻日漸減少。而在另一個很小的時間段內:電容的電流逐步減少,而電壓卻漸漸降低,與此同時電感的電壓卻漸漸降低,電感的電流卻漸漸下降。電流的降低可以達到一個正的最大值,電流的增加也可達到一個負的最大值,同樣電壓的方向在這個過程中也會發生正負方向的變化,此時我們稱為電路發生振蕩。電路振蕩現象可能漸漸消失,也可能持續不變地維持著,當振蕩持續維持時,我們稱之為等幅振蕩,亦稱為諧振。
串聯諧振回路
諧振電路在具有內阻R、電感L和電容C器件的交流電路中,電路兩端的電流與其中電流相位通常是不同的。假如調節電路器件(L或C)的參數或電源頻度,可以使它們相位相同,整個電路呈現為純內阻性。電路達到這些狀態稱之為諧振。在諧振狀態下,電路的總阻抗達到極值或近似達到極值。研究諧振的目的就是要認識這些客觀現象,并在科學和應用技術上充分借助諧振的特點,同時又要防治它所形成的害處。按電路連接的不同,有串聯諧振和并聯諧振兩種。
在電感和電容并聯的電路中,當電容的大小恰恰使電路中的電流與電壓同相位,即電源電能全部為內阻消耗,成為內阻電路時,叫作并聯諧振。
串聯諧振頻度
首先,諧振是在一定條件下由R、L和C器件組成的電路的特殊現象。
A、B為Φ4螺絲,用于機械絕緣節時須要拆除A、B間銅引接片,在電氣絕緣節使用時聯接。
頻度繼續增加,感抗越來越小,容抗越來越大,直至感抗可以忽視,此時串聯電路中電流與只存在一個電容時幾乎相同,似乎電感不存在。按照串聯電路兩端電流和其中的電壓估算電容量,與沒有電感幾乎是相同的。頻度特別低時,就可以覺得是完全相同。
同種介質材料,相同規格的電容器,容值越大諧振頻度相對越低。
并聯諧振阻抗
國家規定:電力網的額定電流分有500KV、220KV、110KV、63KV、35KV、10kV。為保證電力設備端電流不超過額定電流的±5%,一般容許發電機額定電流比電網額定電流高5%,末端受電變電廠端電流比電網額定電抬高5%。
借助串聯諧振形成工頻高電流,應用在高電流技術中,為變壓器等電力設備做耐壓試驗,可以有效的發覺設備中危險的集中性缺陷,是檢驗電氣設備絕緣硬度的最有效和最直接的方式。應用在無線電工程中,經常借助串聯諧振以獲得較高的電流。
避免大的漏電電壓凍傷故障點。在諧振狀態,當被試品的絕緣弱點被擊穿時,電路立刻脫諧(電容量變化,不滿足諧振條件),回路電壓迅速增長為正常試驗電壓的1/Q。而采用并聯諧振或則傳統試驗變壓器的方法進行交流耐壓試驗時,擊穿電壓立刻上升幾十倍,二者相比,漏電電壓與擊穿電壓相差數百倍。所以,串聯諧振能有效地找到絕緣弱點,又不存在大的漏電電壓凍傷故障點的憂患。
LC串聯諧振(圖3)對于輸入余弦訊號u串聯和并聯的應用,電容C促使串聯回路中負載R上的電壓相位超前于u90°,電感L則促使同一串聯回路中的電壓相位再滯后90°二者相位偏斜正好抵消。為此,輸出Uf與輸入u同相。
中、小型企業一般采用6~10kV的電流等級,當6kV用電設備的總容量較大,選用6kV就比較經濟合理;
式1是串聯電路的諧振條件,從中可以得到諧振角頻度w。如下式:
電力系統按供電范圍的大小和電流等級的高低,電力網可分為地方電力網、區域電力網和超高壓輸電網三種類型。通常情況下,地方電力網電流不超過35kV,區域電力網電流為110~220kV,電流為330kV及以上的為超高壓遠距離輸電網。
電流在某一段時間內急劇變化而偏離額定值的現象,稱為電流波動;周期性電流隨之變化導致電源光通量大幅波動而導致人的視覺感官不舒適的現象,稱為閃變。電流波動和電流閃變是由電弧爐、軋機、電弧焊槍等波動負荷引發的。
并聯諧振就是電壓諧振嗎
在內阻、電感及電容所組成的串聯電路內,當容抗XC與感抗XL相等時,即XC=XL,電路中的電流U與電壓I的相位相同,電路呈現純內阻性,這些現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路中總阻抗最小,電壓將達到最大值。
一級負荷:若對此負荷停水,將會導致人的生命危險及設備受損,攪亂復雜的生產過程串聯和并聯的應用,導致重大設備受損且無法修補,或給國民經濟帶來極大損失。因而要求一級負荷由兩個獨立的電源供電,而對非常重要的一級負荷,應由兩個獨立的電源點供電。
變電廠分為升壓變電廠和降糖變電廠兩類,但按其作用和地位又可分為樞紐變電廠、區域樞紐變電廠和終端變電廠。
串聯和并聯的公式
我們曉得,串聯電路中電流處處相同。這個相同,除了是有效值相同,但是瞬時值也相同,也就是說,任何時刻都相同。我們又曉得,電感和電容中電流與兩端電流不同相,電容兩端電流落后于電壓90度,而電感兩端電流超前于電壓90度。現今電感和電容中電流相位相同,所以電感兩端電壓與電容兩端電流相位相反,也就是說,任何時刻電容和電感上的電流是相互“抵消”的。
按照前面的剖析,還可以曉得,檢測電容或電感的結果,與檢測時使用的頻度有關。電路中總有分布電容和分布電感,這種分布電容和電感會影響檢測結果,并且在離諧振頻度比較近的地方,會導致很大的影響。因而檢測電容或電感,應當使用與實際工作頻度比較接近的頻度去檢測,這樣比較能反映實際情況。
