电子设计基础知识——LC谐振电路

电感器是由电线线圈组成的设备,包裹在磁性材料上。电容器是包含两个金属板的设备。如果我们在电路中将电感器和电容器连接在一起,电流和电压会振荡,我们称这些振荡的频率为该电路的“谐振频率”。该频率由电感的感值和电容的容值决定。由于电线线的电阻,振动幅度将逐渐减小。如果该电路中的导线没有电阻,这些振动将永远持续下去。

另一方面,假设我们的电路是仅由一个电容器和一个电阻器组成。一旦电容器放电,电阻两端的电压将为0。一旦电阻两端的电压为0,就不会有电流流过。如果没有电流流过,那么电容器将永远无法充电。但是,与电阻不同,电感是一种试图防止流过它的电流量发生任何变化的器件。如果电流试图停止流动,电感将施加力以保持电流通过。
在包含电阻的电路中,当电容器完全放电时,电流降为0;如果我们用电感代替电阻,那么当电流试图减小时,电感将施加力以保持电流流动。然后,该电流将以相反的方向给电容器充电。然后,电容器将要放电,并且此循环将重复进行。
假设交在该电路旁边,有一个交流电压源,具有与这些振荡完全相同的频率。如果我们添加一个电阻,电阻两端的电压始终相等,这意味着电阻两端的电压降始终为0。如果电阻两端的电压降始终为0,那么就没有电流通过。从交流电压源的角度来看,电感器和电容器的并联为开路。且可以用开路代替。而交流电压源不会知道两者之间的差异,因为无论哪种情况,电流都不会流过交流电源。
现在,假设我们采用与以前相同的电感器和电容器,我们将它们串联。由于此电路中所有组件都是串联连接的,因此每个点流过的电流量完全相同。电感与电容组合的谐振频率,仍和以前一样。在组件串联的情况下,电感器电容器组合就像短路一样。该串联的电感器和电容器可以替换为短路,而交流电压源不会知道两者之间的差异,因为会流过完全相同的电流,像以前一样流过交流电压源。然而,仅当电压源的频率恰好等于谐振频率。电压源的频率越接近谐振频率,电感器与电容器的串联组合越像短路,并且,电流的幅度将更大。如果电感器与电容器并联,则情况相反,电压源的频率越接近谐振频率,电感器与电容器的串联组合越像开路,并且流过电压源的电流越低。

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