RLC串联电路的谐振频率与品质因素的物理意义是什么 一些数学,物理要求低的理工科专业

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-15

RLC串联电路的谐振频率的意义: 

在一个含L或C或既有L又有C的电路中,由于C及L上电压与电流不同相,这个电路两端的电压与电路中的电流一般来说是不同相的,但,有一个特殊的频率,当外加电压的频率等于这个频率时,这个电路中的电流与电压同相,这个频率就是这个RLC电路的谐振频率。

品质因数Q的意义:

当出现串联谐振时,电感或电容上的电压与外加电压之比就是Q,就是Q=UL/U,Uc=UL=QU。在串联谐振出现时,容抗(或感抗)与电路中电阻R的比值就等于Q,Q=ωoL/R=(1/ωo*C)/R。

在串联电路中电流是相等的,这样,在一个周期里,在电容和电感上要进行无功功率的转换,而在电阻上要消耗有功功率,那么Q就是在一个周期里无功与有功的比值。 所以Q=W无/W有。


扩展资料:


理想串联RLC电路的Q因子为:

其中R、L及C分别是电路的电阻、电感和电容,若电阻值越大,Q因子越小。

并联RLC电路的Q因子恰为对应串联电路Q因子的倒数:

若将电阻、电感和电容并联形成一电路,并联电阻值越小,其阻尼的效果越大,因此Q因子越小。

若是电感和电容并联的电路,而主要损失是电感内,和电感串联的电阻R,其Q因子和串联RLC电路相同,此时降低寄生电阻R可以提升Q因子,也使带宽缩小到需要的范围内。

大部分的共振系统都可以用二阶的微分方程表示,Q因子中2π的系数,使Q因子可以表示成只和二阶微分方程系数有关的较简单型式。

在电机系统中,能量会储存在理想无损失的电感及电容中,损失的能量则是每个周期由电阻损失能量的总和。力学系统储存的能量是该时间动能及位能的和,损失的能量则是因为摩擦力或阻力所消耗的能量。

针对高Q因子的系统,也可以用下式计算的Q因子,在数学上也是准确的:

其中fr为共振频率,Δf为带宽,ωr=2πfr是以角频率表示的共振频率,Δω是以角频率表示的带宽在像电感等储能元件的规格中,会用到和频率有关的Q因子,其定义如下:

其中ω是计算储存能量和功率损失时的角频率。若电路中只有一个储能元件(电感或是电容),也可用上式来定义Q因子,此时Q因子会等于无功功率相对实功功率的比例。


参考资料:百度百科-品质因子



1、RLC串联电路的谐振频率的意义:
在一个含L或C或既有L又有C的电路中,由于C及L上电压与电流不同相,那么,这个电路两端的电压与电路中的电流一般来说是不同相的,但是,有一个特殊的频率,当外加电压的频率等于这个频率时,这个电路中的电流与电压同相,这个频率就是这个RLC电路的谐振频率。

2、品质因数Q的意义:

(1)当出现串联谐振时,电感或电容上的电压与外加电压之比就是Q; 就是Q=UL/U外,Uc=UL=Q*U外;
(2)另一说:在串联谐振出现时,容抗(或感抗)与电路中电阻R的比值就等于Q,即:Q=ωoL/R=(1/ωo*C)/R;
(3)在串联电路中电流是相等的,这样,在一个周期里,在电容和电感上要进行无功功率的转换,而在电阻上要消耗有功功率,那么Q就是在一个周期里无功与有功的比值。 所以Q=W无/W有。

3、为什么电容或电感上电压可能大于总电压的幅度?
对于一个串联电路,处处电流相同,但是,L两端的电压要比它上面的电流相位超前90度,C两端的电压要比它上面的电流相位滞后90度,所以L上的电压与C上的电压的相位是正好反相的,当外加信号的频率等于谐振频率时,感抗与容抗相等,所以电容两端的电压与电感两端的电压大小相等而相位相反,这时,这两个电压相加的结果是抵消,全部的外加电压都落在电阻R上,当R的值比较小时,电路中将产生较大的电流,而在电容和电感上,电压、电流、电抗三者的关系是:Uc=Xc*I, UL=XL*I,若I很大,Xc=XL又不太小,Uc=UL就会很大,等于外加电压的Q倍。若你的电路Q能大大大于1,Uc=UL就将比总电压大得多。



好像与RC有关

理工学科是什么~

  理工学科是指理学和工学两大学科。理工,是一个广大的领域包含物理、化学、生物、工程、天文、数学及前面六大类的各种运用与组合。
  理学
  理学是中国大学教育中重要的一支学科,是指研究自然物质运动基本规律的科学,大学理科毕业后通常即成为理学士。与文学、工学、教育学、历史学等并列,组成了我国的高等教育学科体系。
  理学研究的内容广泛,本科专业通常有:数学与应用数学、信息与计算科学、物理学、应用物理学、化学、应用化学、生物科学、生物技术、天文学、地质学、地球化学、地理科学、资源环境与城乡规划管理、地理信息系统、地球物理学、大气科学、应用气象学、海洋科学、海洋技术、理论与应用力学、光学、材料物理、材料化学、环境科学、生态学、心理学、应用心理学、统计学等。

  工学
  工学是指工程学科的总称。包含 仪器仪表 能源动力 电气信息 交通运输 海洋工程 轻工纺织 航空航天 力学生物工程 农业工程 林业工程 公安技术 植物生产 地矿 材料 机械 食品 武器 土建 水利测绘 环境与安全 化工与制药 等专业。

学科现在有很多人想知道在一些数学,物理理工科专业中,哪些要求比较低。
首先在高中如果你学的是理科高考最好去去理工学校,毕竟对你的专业,如果你想大学不学习理工科你也可以去报考文科学校,那么有些人就问在一些数学和物理中哪些要求比较低?
学科没有高低之分
无论是在我们学校学习的课程当中还是是在我们工作当中用到的学科,我们都应该合理运用它们,而不是将它们分个高低,古人常说“学无止境”“学海无涯苦作舟”,在当今的社会当中我们就应该学习各种知识,而不是把知识分个高低。

取长补短是智者
那就有人说,我就数学好物理我学不好怎么办?对于这种情况我的建议就是对于一些你不擅长的科目,你们就可以采取取长补短的方式来进行,可以对自己擅长的科目来进行研究,对那些自己不擅长的科目你就可以选择弥补,毕竟我们就不好了怎么办,当然不好也不代表这门课我们就得放低要求,我们还是得抱着学习的态度,任何事物都不是一撮而就的,要有时间的积累。

目光长远价更高
如果我们在学习中认识到自己的长处和短处,在这个的基础下如果我们认真学习和改善现状你将会进步很大,学科本来就没有高低之分,在我们的学习生活中我们要做目光长远的人这样才会是自己的价更高,也能让自己在社会中找到自己的位子。

综上所述,在一些数学、物理理工科专业中,没有哪些学科存在高和低,最主要的还是自己对待学习的态度和对待自己的认知,如果我们能正确对待学科和自己我们将会更远,在社会上才能实现自己的价值!


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