串联谐振的核心是 RLC 串联电路在特定频率下感抗与容抗抵消,呈现纯电阻特性,其基本性能围绕电流、阻抗、相位等参数的特殊变化展开。
核心原理
当 RLC 串联电路的输入信号频率等于电路固有谐振频率时,电感的感抗(XL)与电容的容抗(XC)大小相等、相位相反,相互抵消。此时电路总阻抗最小且呈纯电阻性,在相同输入电压下,电路中的电流达到最大值,这一现象即为串联谐振。
基本性能
- 阻抗特性:谐振时总阻抗 Z=R(仅等于串联电阻),是整个频率范围内的最小值;偏离谐振频率时,阻抗会快速增大。
- 电流特性:谐振时电流 I 达到峰值(I=U/R),且电流与输入电压同相位;频率偏离谐振点后,电流会急剧衰减。
- 电压特性:电感和电容两端的电压大小相等、相位相反,且数值远大于输入总电压(即 “电压谐振”),其倍数称为品质因数 Q。
- 选频特性:仅对谐振频率的信号呈现低阻抗、大电流,对其他频率信号呈高阻抗、小电流,具备天然的选频和滤波能力。