串联谐振和并联谐振有什么区别
武汉特高压旗下的串联谐振可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。
串联谐振和并联谐振是电路中常见的两种谐振现象,它们在多个方面存在显著的区别。以下是对这两种谐振现象的详细比较:
一、定义与原理
串联谐振:
定义:在电阻、电容、电感串联电路中,当电源、电压、电流同相位时,称为串联谐振。
原理:当电路中的容抗(XC)与感抗(XL)相等时,即XC=XL,电路中的电压U与电流I的相位相同,电路呈现纯电阻性,此时电路发生串联谐振。
并联谐振:
定义:在电阻、电容、电感并联电路中,当电路端电压和总电流同相位时,称为并联谐振,又称为电流谐振。
原理:在RLC并联电路中,当电路的感性和容性无功电流相等,并且电路总电压与端电压同相时,整个电路呈现电阻性,此时电路发生并联谐振。
二、主要区别
电路连接方式:
串联谐振:电感、电容和电阻构成一个串联结构,电源连接在整个电路的两端。
并联谐振:电感、电容和电阻构成一个并联结构,电源连接在整个电路的一端。
阻抗与电流特性:
串联谐振:电路总阻抗最小(为纯电阻),电流最大。此时,电感、电容上的电压大小相等、方向相反,相互抵消,因此串联谐振又称为电压谐振。
并联谐振:电路总阻抗最大,总电流最小。但各并联支路电流的无功分量可能比总电流大很多倍,谐振时电感性支路和电容性支路中的电流无功分量彼此大小相等、相位相反,两者相互完全补偿,因此并联谐振又称为电流谐振。
频率选择性:
串联谐振:品质因数(Q值)较高,频率选择性较好。
并联谐振:品质因数(Q值)较低,频率选择性较差。
供电要求:
串联谐振:对电源呈现低阻抗,要求由电压源供电。
并联谐振:对电源呈现高阻抗,要求由电流源供电,需在直流电源末端串接大电抗器。
换流方式:
串联谐振:在晶闸管上电流过零以后进行换流。
并联谐振:在谐振电容器上电压过零以前进行换流。
电压与电流波形:
串联谐振:输入电压恒定,输出电压为矩形波,输出电流近似正弦波。
并联谐振:输入电流恒定,输出电压近似矩形波,输出电流为正弦波。
工作频率:
串联谐振:工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率。
并联谐振:可以自动调谐扫描频率,也可以手动寻找。
三、应用场景
串联谐振:在电力工程等领域中,由于串联谐振会出现过电压、大电流,可能损坏电气设备,因此需要避免。但在某些特定场合,如串联谐振试验系统中,则利用其特性来产生高电压。
并联谐振:由于其不会产生危及设备安全的谐振过电压,但各支路可能产生过电流,因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择和设计。
综上所述,串联谐振和并联谐振在电路连接方式、阻抗与电流特性、频率选择性、供电要求、换流方式、电压与电流波形以及工作频率等方面都存在显著的区别。在实际应用中,需要根据具体需求和条件来选择合适的谐振方式。