諧振電路

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圖1是一個RLC串聯電路,其中R是電阻、L是電感、C是電容。若在電路中提供一個任意頻率的電源電壓,則電路的總阻抗值Z為:

其中R是電阻值,XL = 2πfL 和XC = 1/(2πfC) 分別為電感及電容的電抗值 (以歐姆Ohms為單位)。

圖1: RLC串聯電路

當可變電容C達到某一電容值時,電抗XL與XC相等。此時電路中由電容與電感所引致的相移效應互相抵消,因此電路中的總電抗為零:

電路可等效為一個純電阻性電路,見圖2。在這種情況下,我們稱電路在輸入訊號的頻率下諧振,而這時的輸入頻率稱為諧振頻率fr。

圖2: RLC串聯電路

電容和電感與電阻不同,它們屬於電抗性元件,可將電路中的能量分別以電場和磁場的形式儲存起來,當有需要的時候再釋放給電路使用。如圖3所示,當電路諧振時,在時段t1至t2之間,電感從電路中所吸收的能量恰好與電容釋放到電路中的能量相等;而在時段t2至t3之間,情況剛好相反。因此,由電源所提供的全部能量都會傳送到電阻上,電路中的電流因而達到最大值。

圖3: 電路處於諧振狀態時,由電源所提供的能量全部都傳送到電阻上

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