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失諧在物理中是什麼意思

發布時間:2022-10-11 21:15:29

① 光學諧振腔中什麼叫失諧量

失諧量分別為: ------參差失諧量.
對應的 ------廣義參差失諧量.
小,曲線尖銳;
大, 曲線平坦;
出現馬鞍形雙峰
大到一定程度
,為單峰,
,為雙峰,
,為兩者的分界線,為單峰中最平坦的情況.
愈大,雙峰距離愈遠,下凹愈嚴重.

② 什麼是品質因數

品質因子或Q因子是物理及工程中的無量綱參數,是表示振子阻尼性質的物理量,也可表示振子的共振頻率相對於帶寬的大小, 高Q因子表示振子能量損失的速率較慢,振動可持續較長的時間。

例如一個單擺在空氣中運動,其Q因子較高,而在油中運動的單擺Q因子較低。高Q因子的振子一般其阻尼也較小。

Q因子較高的振子在共振時,在共振頻率附近的振幅較大,但會產生的共振的頻率范圍比較小,此頻率范圍可以稱為帶寬。

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根據物理學,Q因子等於乘以系統儲存的總能量,除以單一周期損失的能量,也可以表示為系統儲存的總能量和單位弳度損失能量的的比值。

Q因子是無量綱的參數,是比較系統振幅衰減的時間常數和振盪周期後的結果。當Q因子數值較大時,Q因子可近似為系統從開始振盪起,一直到其能量剩下原來的(約1/535或0.2%),中間歷經的振盪次數。

③ 什麼是廣義失諧

ξ=Q(ω/ω0-ω0/ω)稱為諧振迴路的廣義失諧。廣義失諧表徵了一個諧振迴路偏離諧振頻率的程度。
諧振即物理的簡諧振動,物體的加速度在跟偏離平衡位置的位移成正比,且總是指向平衡位置的回復力的作用下的振動。其動力學方程式是F=-kx。
諧振的現象是電流增大和電壓減小,越接近諧振中心,電流表電壓表功率表轉動變化快,但是和短路的區別是不會出現零序量。

④ 什麼叫諧振和失諧

諧振和失諧分別是:

諧振:又稱「共振」。振盪系統在周期性外力作用下,當外力作用頻率與系統固有振盪頻率相同或很接近時,振幅急劇增大的現象。產生諧振時的頻率稱「諧振頻率」。電工技術中,振盪電路的共振現象。電感與電容串聯電路發生諧振稱「串聯諧振」,或「電壓諧振」;兩者並聯電路發生諧振稱「並聯諧振」,或「電流諧振」。

失諧:拼音是shīxié,是指失調。失配;互相不匹配,不和諧。

諧振電路

由電感L和電容C組成的,可以在一個或若干個頻率上發生諧振現象的電路,統稱為諧振電路。在電子和無線電工程中,經常要從許多電信號中選取出我們所需要的電信號,而同時把我們不需要的電信號加以抑制或濾除,為此就需要有一個選擇電路,即諧振電路。

另一方面,在電力工程中,有可能由於電路中出現諧振而產生某些危害,例如過電壓或過電流。所以,對諧振電路的研究,無論是從利用方面,或是從限制其危害方面來看,都有重要意義。

⑤ 在接有消弧線圈的電網中發生一相接地後,當整個電網的3ωL=1/ωC。時,流過接地點的

脫諧度又稱失諧度是指殘流Iδ中的無功分量(IC-IL)與補償電網的電容電流IC之比,即ν=(IC-IL)/IC ,其符號的正負和數值的大小表示電流諧振等值迴路的不同工作狀態和偏離諧振(或距離諧振點的遠近)的程度。
(1)全補償(諧振點ν=0)當電流諧振迴路恰好在諧振點工作時,因ν=0,φ=0,IC=IL,此時,電容電流與電感電流大小相等,方向相反,彼此完全抵消,故Iδ=IR,殘流中僅含有有功分量,不僅其值最小,且其相位與零序性質的中性點位移電壓U0同相。
(2)欠補償(ν>0)。當電流諧振迴路在欠補償狀態下工作時,因ν>0,IC>IL,φ>0,此時Iδ中不僅含有有功分量,同時含有容性無功電流分量,其值較前明顯增大,同時Iδ 先於U0。
(3)過補償(ν<0)。當電流諧振迴路在過補償狀態下工作時,因ν<0,IC<IL,φ<0,此時Iδ中主要為感性無功電流分量,其值同樣明顯增大,其相位滯後於U0。
有上述分析可知,失諧度ν 的 絕對值越大,迴路的工作狀態距離諧振點或偏離諧振狀 態越遠;反之,若ν 的絕對值越小,迴路的工作狀態距離諧振點或趨向諧振狀態越近;失 諧度為零時,迴路恰好工作在諧振點。同時ν值為正時,殘流呈容性;ν值為負時,殘流呈感性;ν值為零時, 殘 流 呈 純 阻 性。
2、補償度(K)
補償度又稱和諧度是指補償電流與電容電流之比 。即K=IL/IC,若K值從兩個方向趨向於1,則表示迴路或消弧線圈的工作狀態逐漸向諧振點靠攏。
(1)全補償(諧振點,K=1)。當電流諧振迴路恰好在諧振點工作時, 因K=1,φ=0,Iδ=IR 等,此時的情況與ν=0時完全相同。
(2)欠補償(K<1)。當電流諧振迴路在欠補償狀態下工作時,因K<1,IL<IC,φ>0等,此時的情況與ν>0時完全相同。
(3)過補償(K>1)。當電流諧振迴路在過補償狀態下工作時,因K>1,IL>IC,φ<0等,此時的情況與ν<0時完全相同。
同樣,殘流Iδ與補償度K之間的關系如圖所示。補償電網中的消弧線圈一般均靠近諧振點運行。從上面的分析可知,脫諧度ν和補償度K均是相對於諧振點而言的,前者表示離開的程度,後者表示靠近的程度,是同一事物的兩個方面。若消弧線圈偏離諧振點運行,脫諧度ν距0點越遠,補償度K偏離1越大,則殘流 Iδ隨之顯著增大,熄弧越加困難;反之,若消弧線圈越趨近諧振點運行,脫諧度ν≈0,補償度K≈1,則殘流Iδ越小,熄弧越容易。

⑥ 為什麼正弦波又叫諧波

正弦波是頻率成分最為單一的一種信號,因這種信號的波形是數學上的正弦曲線而得名。任何復雜信號——例如音樂信號,都可以看成由許許多多頻率不同、大小不等的正弦波復合而成。諧波是一個數學或物理學概念,是指周期函數或周期性的波形中能用常數、與原函數的最小正周期相同的正弦函數和餘弦函數的線性組合表達的部分。因為這兩種波形都很相像,正弦波叫諧波,是為了便於理解

⑦ RLC串聯電路發生諧振的條件,以及性質,急,這方面都不懂,關於諧振時無功功率,有功功率什麼的關系

一、串聯諧振的產生:

諧振是由R、L、C元件組成的電路在一定條件下發生的一種特殊現象。首先,我們來分析R、L、C串聯電路發生諧振的條件和諧振時電路的特性。圖1所示R、L、C串聯電路,在正弦電壓U作用下,其復阻抗為:

式中電抗X=Xl—Xc是角頻率ω的函數,X隨ω變化的情況如圖2所示。當ω從零開始向∞變化時,X從﹣∞向﹢∞變化,在ω<ωo時、X<0,電路為容性;在ω>ωo時,X>0,電路為感性;在ω=ωo時

式1

圖1 圖2
此時電路阻抗Z(ωo)=R為純電阻。電壓和電流同相,我們將電路此時的工作狀態稱為諧振。由於這種諧振發生在R、L、C串聯電路中,所以又稱為串聯諧振。式1就是串聯電路發生諧振的條件。由此式可求得諧振角頻率ωo如下:

諧振頻率為

由此可知,串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數L、C決定的.與外部條件無關,故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時,可以調節電路參數L或C,使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧振;在電路參數一定時,可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發生諧振。

二、串聯諧振的品質因數:

串聯電路諧振時,其電抗X(ωo)=0,所以電路的復阻抗

呈現為一個純電阻,而且阻抗為最小值。諧振時,雖然電抗X=XL—Xc=0,但感抗與容抗均不為零,只是二者相等。我們稱諧振時的感抗或容抗為串聯諧振電路的特性阻抗,
記為ρ,即

ρ的單位為歐姆,它是一個由電路參數L、C決定的量,與頻率無關。
工程上常用特性阻抗與電阻的比值來表徵諧振電路的性能,並稱此比值為串聯電路的品質因數,用Q表示,即

品質因數又稱共振系數,有時簡稱為Q值。它是由電路參數R、L、C共同決定的一個無量綱的量。

三、串聯諧振時的電壓關系

諧振時各元件的電壓分別為

即諧振時電感電壓和電容電壓有效值相等,均為外施電壓的Q倍,但電感電壓超前外施電壓900,電容電壓落後外施電壓900,總的電抗電壓為0。而電阻電壓和外施電壓相等且同相,外施電壓全部加在電阻R上,電阻上的電壓達到了最大值。
在電路Q值較高時,電感電壓和電容電壓的數值都將遠大於外施電壓的值,所以串聯諧振又稱電壓諧振。

四、串聯諧振時的能量關系:

現在分析諧振時的能量關系。設諧振時電路電流為

則電容電壓為

電路中的電磁場總能量為

由於諧振時有



所以

這表明,串聯諧振時,電路中電場能量最大恆等於磁場能量的最大值、而電感和電容中儲存的電磁能量總和是不隨時間變化的常量,且等於電場或磁場能量的最大值。圖3的曲線反映了諧振時電、磁場能量的關系。當電場能量增加某一數值時,磁場能量必減小同一數值,反之亦然。這意味著在電容和電感之間,存在著電場能量和磁場能經相互轉換的周期性振盪過程。電磁場能量的交換只在電感和電容元件之間進行.和電路外部沒有電磁能量的交換。電源只向電阻提供能量,故電路呈純阻性。

圖3
因為

所以

這就是說,在外加電壓一定時,電磁場總能量與Q2成正比,因此可用提高或降低Q值的辦法來增強或削弱電路振盪程度。由於

可知Q值的物理意義:即Q等於諧振時電路中儲存的電磁場總能量與電路消耗的平均功率之比乘以ωo,或Q等於諧振時電路中儲存的電磁場總能量與電路在一個周期中所消耗的能量之比乘以2π。電阻R越小,電路消耗的能量(或功率)越小,Q值越大,振盪越激烈。

五、串聯諧振的諧振曲線

電路中的阻抗(導納)是隨頻率的變化而變化的。在輸入信號的有效值保持不變情況下,電路的電壓、電流的大小也會隨頻率的變化而變化。阻抗(導納)、電流或電壓與頻率之間的關系稱為它們的頻率特性。在串聯諧振電路中.描繪電流、電壓與頻率關系的曲線稱諧振曲線。
先來看復阻抗的頻率特性:

復阻抗Z的頻率特性為

電路中電流為



Z(ω)特性曲線 電流的諧振曲線 電流的相頻特性曲線
圖4
從圖4各曲線可以看出,在ω=ωo處,X=0,此時電路阻抗最小,為Z=R;電流最大,為Io=US/R,電流與電壓同相位;電路處於諧振狀態。ω≠ωo時,Z>R,I<Io,Φ≠0,電路處於失諧狀態。ω偏離ωo越遠,Z越大,I越小,Φ越大,失諧越嚴重。其中,當ω<ωo時,電路呈電容性,稱為容性失諧;當ω>ωo時,電路呈電感性,稱為感性失諧。
從電流諧振曲線可以看出,在諧振頻率及其附近,電路具有較大的電流,而當外施信號頻率偏離諧振頻率越遠,電流就越小。換言之,串聯諧振電路具有選擇最接近於諧振頻率附近的信號同時抑制其它信號的能力,我們把電路所具有的這種性能稱為電路的選擇性。初步的觀察可以看出,選擇性的好壞與電流諧振曲線在諧振頻率附近的尖銳程度有關,曲線越尖銳、陡峭,選樣性越好。進一步的研究表明,電流諧振曲線的形狀與電路品質因數Q值直接相關。因為

以I/I。為縱坐標,ω/ω。叫為橫坐標.Q為參變數,可以畫出如圖5所示的電流諧振曲線。從圖中可以清楚地看出.Q值越高,曲線越尖銳,當ω/ω。稍偏離1(即ω稍偏離ω。)時,I/I。就急劇地下降,表明電路對非諧振頻率的信號具有較強的抑制能力,電路的選擇性就越好。而Q值越低,在諧振頻率附近,電流變化不大,曲線頂部越平緩。選擇性就越差。由於Q值相同的任何R、L、C串聯電路只有—條這樣的曲線與之對應,故稱這種曲線為通用諧振曲線。

圖5 通用諧振曲線

六、串聯諧振的幅頻特性

R、L、C串聯諧振電路中,電路中各元件電壓的幅頻特性為

圖6 電壓的諧振曲線
由電壓的諧振曲線可以看出,試品上出現電壓最高時並非系統處於完全諧振時,而是處於容性失諧狀態,此時電抗器上承受的電壓低於試品兩端的電壓,有利於設備的安全,因此,我們建議串聯諧振電源系統工作在這種狀態下。

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