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RLC并聯諧振電路仿真分析

冬至子 ? 來源:硬件工程師技術干貨 ? 作者:硬件工程師技術干 ? 2023-09-11 16:59 ? 次閱讀

仿真一下并聯諧振電路,如下:

1、XMM1測量交流電流

2、XMM2測量交流電壓。

3、XCP1、XCP2、XCP3、XCP4測量各路電流,電流轉換成電壓mV/mA。

4、XFG1信號發生器,輸出正弦波,頻率幅值都可調。

5、XSC1四個通道分別測量四個電流探針電壓。

并諧振頻率計算公式和串聯諧振一致,如下:

1、電路參數:

L1= 1mH

C1= 100nF

R2 = 可調電阻調整到30R

2、首先觀察諧振狀態現象:

根據以上公式計算此電路諧振頻率f=15924Hz。配置信號發生器為正弦波,頻率15924Hz,振幅為2V,也就是輸出有效值是1.414V。仿真數據如下:

1)L和C流過的電流大小相等,方向相反,見圖中黃色和綠色波形。

2)流過R的電流和總電流大小一致,相位相同。也就是說諧振時電路呈現純電阻特性,就像“L和C不存在一樣”。

3)電流約47mA,幾乎等于1.414V/30R,間接說明了純電阻特性。

3、調整R2電阻觀察現象:

1)R2調整到15歐姆,L和C電流沒有變化。流過R的電流和總電流大小一致,相位相同。總電流等于1.414V/15R,因為R減小,所以總電流和R電流都增大,總電流和R電流依然保持一致,因此還是在諧振狀態,純電阻特性。

1)R2調整到60歐姆,L和C電流沒有變化。流過R的電流和總電流大小一致,相位相同。總電流等于1.414V/60R,因為R增大,所以總電流和R電流都減小,總電流和R電流依然保持一致,因此還是在諧振狀態,純電阻特性。

4、嘗試更改頻率,觀察現象。

1)調整輸出頻率為10KHz,頻率減小后容抗增大,感抗減小,電路呈現感性,感性負載電壓超前電流,波形如下,電感電流幅值大。R支路是純電阻支路,R電流和輸入電壓同相位,所以R電流超前總電流。

2)調整輸出頻率為30KHz,頻率增大后容抗減小,感抗增大,電路呈現容性,容性負載電流超前電壓,波形如下,電容電流幅值大。R支路是純電阻支路,R電流和輸入電壓同相位,所以R電流滯后總電流。

5、并聯諧振總結

和非諧振狀態相比,諧振狀態阻抗是最大的,電流是最小的,電路呈現純電阻特性,諧振時電流和電壓同相位。RLC三者并聯,電壓保持一致,LC之間電流振蕩,因此并聯諧振又叫電流諧振。

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