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失谐在物理中是什么意思

发布时间:2022-10-11 21:15:29

① 光学谐振腔中什么叫失谐量

失谐量分别为: ------参差失谐量.
对应的 ------广义参差失谐量.
小,曲线尖锐;
大, 曲线平坦;
出现马鞍形双峰
大到一定程度
,为单峰,
,为双峰,
,为两者的分界线,为单峰中最平坦的情况.
愈大,双峰距离愈远,下凹愈严重.

② 什么是品质因数

品质因子或Q因子是物理及工程中的无量纲参数,是表示振子阻尼性质的物理量,也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小, 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢,振动可持续较长的时间。

例如一个单摆在空气中运动,其Q因子较高,而在油中运动的单摆Q因子较低。高Q因子的振子一般其阻尼也较小。

Q因子较高的振子在共振时,在共振频率附近的振幅较大,但会产生的共振的频率范围比较小,此频率范围可以称为带宽。

(2)失谐在物理中是什么意思扩展阅读

根据物理学,Q因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失能量的的比值。

Q因子是无量纲的参数,是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。当Q因子数值较大时,Q因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。

③ 什么是广义失谐

ξ=Q(ω/ω0-ω0/ω)称为谐振回路的广义失谐。广义失谐表征了一个谐振回路偏离谐振频率的程度。
谐振即物理的简谐振动,物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比,且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动。其动力学方程式是F=-kx。
谐振的现象是电流增大和电压减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表转动变化快,但是和短路的区别是不会出现零序量。

④ 什么叫谐振和失谐

谐振和失谐分别是:

谐振:又称“共振”。振荡系统在周期性外力作用下,当外力作用频率与系统固有振荡频率相同或很接近时,振幅急剧增大的现象。产生谐振时的频率称“谐振频率”。电工技术中,振荡电路的共振现象。电感与电容串联电路发生谐振称“串联谐振”,或“电压谐振”;两者并联电路发生谐振称“并联谐振”,或“电流谐振”。

失谐:拼音是shīxié,是指失调。失配;互相不匹配,不和谐。

谐振电路

由电感L和电容C组成的,可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路,统称为谐振电路。在电子和无线电工程中,经常要从许多电信号中选取出我们所需要的电信号,而同时把我们不需要的电信号加以抑制或滤除,为此就需要有一个选择电路,即谐振电路。

另一方面,在电力工程中,有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害,例如过电压或过电流。所以,对谐振电路的研究,无论是从利用方面,或是从限制其危害方面来看,都有重要意义。

⑤ 在接有消弧线圈的电网中发生一相接地后,当整个电网的3ωL=1/ωC。时,流过接地点的

脱谐度又称失谐度是指残流Iδ中的无功分量(IC-IL)与补偿电网的电容电流IC之比,即ν=(IC-IL)/IC ,其符号的正负和数值的大小表示电流谐振等值回路的不同工作状态和偏离谐振(或距离谐振点的远近)的程度。
(1)全补偿(谐振点ν=0)当电流谐振回路恰好在谐振点工作时,因ν=0,φ=0,IC=IL,此时,电容电流与电感电流大小相等,方向相反,彼此完全抵消,故Iδ=IR,残流中仅含有有功分量,不仅其值最小,且其相位与零序性质的中性点位移电压U0同相。
(2)欠补偿(ν>0)。当电流谐振回路在欠补偿状态下工作时,因ν>0,IC>IL,φ>0,此时Iδ中不仅含有有功分量,同时含有容性无功电流分量,其值较前明显增大,同时Iδ 先于U0。
(3)过补偿(ν<0)。当电流谐振回路在过补偿状态下工作时,因ν<0,IC<IL,φ<0,此时Iδ中主要为感性无功电流分量,其值同样明显增大,其相位滞后于U0。
有上述分析可知,失谐度ν 的 绝对值越大,回路的工作状态距离谐振点或偏离谐振状 态越远;反之,若ν 的绝对值越小,回路的工作状态距离谐振点或趋向谐振状态越近;失 谐度为零时,回路恰好工作在谐振点。同时ν值为正时,残流呈容性;ν值为负时,残流呈感性;ν值为零时, 残 流 呈 纯 阻 性。
2、补偿度(K)
补偿度又称和谐度是指补偿电流与电容电流之比 。即K=IL/IC,若K值从两个方向趋向于1,则表示回路或消弧线圈的工作状态逐渐向谐振点靠拢。
(1)全补偿(谐振点,K=1)。当电流谐振回路恰好在谐振点工作时, 因K=1,φ=0,Iδ=IR 等,此时的情况与ν=0时完全相同。
(2)欠补偿(K<1)。当电流谐振回路在欠补偿状态下工作时,因K<1,IL<IC,φ>0等,此时的情况与ν>0时完全相同。
(3)过补偿(K>1)。当电流谐振回路在过补偿状态下工作时,因K>1,IL>IC,φ<0等,此时的情况与ν<0时完全相同。
同样,残流Iδ与补偿度K之间的关系如图所示。补偿电网中的消弧线圈一般均靠近谐振点运行。从上面的分析可知,脱谐度ν和补偿度K均是相对于谐振点而言的,前者表示离开的程度,后者表示靠近的程度,是同一事物的两个方面。若消弧线圈偏离谐振点运行,脱谐度ν距0点越远,补偿度K偏离1越大,则残流 Iδ随之显着增大,熄弧越加困难;反之,若消弧线圈越趋近谐振点运行,脱谐度ν≈0,补偿度K≈1,则残流Iδ越小,熄弧越容易。

⑥ 为什么正弦波又叫谐波

正弦波是频率成分最为单一的一种信号,因这种信号的波形是数学上的正弦曲线而得名。任何复杂信号——例如音乐信号,都可以看成由许许多多频率不同、大小不等的正弦波复合而成。谐波是一个数学或物理学概念,是指周期函数或周期性的波形中能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。因为这两种波形都很相像,正弦波叫谐波,是为了便于理解

⑦ RLC串联电路发生谐振的条件,以及性质,急,这方面都不懂,关于谐振时无功功率,有功功率什么的关系

一、串联谐振的产生:

谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先,我们来分析R、L、C串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C串联电路,在正弦电压U作用下,其复阻抗为:

式中电抗X=Xl—Xc是角频率ω的函数,X随ω变化的情况如图2所示。当ω从零开始向∞变化时,X从﹣∞向﹢∞变化,在ω<ωo时、X<0,电路为容性;在ω>ωo时,X>0,电路为感性;在ω=ωo时

式1

图1 图2
此时电路阻抗Z(ωo)=R为纯电阻。电压和电流同相,我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C串联电路中,所以又称为串联谐振。式1就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率ωo如下:

谐振频率为

由此可知,串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C决定的.与外部条件无关,故又称电路的固有频率。当电源频率一定时,可以调节电路参数L或C,使电路固有频率与电源频率一致而发生谐振;在电路参数一定时,可以改变电源频率使之与电路固有频率一致而发生谐振。

二、串联谐振的品质因数:

串联电路谐振时,其电抗X(ωo)=0,所以电路的复阻抗

呈现为一个纯电阻,而且阻抗为最小值。谐振时,虽然电抗X=XL—Xc=0,但感抗与容抗均不为零,只是二者相等。我们称谐振时的感抗或容抗为串联谐振电路的特性阻抗,
记为ρ,即

ρ的单位为欧姆,它是一个由电路参数L、C决定的量,与频率无关。
工程上常用特性阻抗与电阻的比值来表征谐振电路的性能,并称此比值为串联电路的品质因数,用Q表示,即

品质因数又称共振系数,有时简称为Q值。它是由电路参数R、L、C共同决定的一个无量纲的量。

三、串联谐振时的电压关系

谐振时各元件的电压分别为

即谐振时电感电压和电容电压有效值相等,均为外施电压的Q倍,但电感电压超前外施电压900,电容电压落后外施电压900,总的电抗电压为0。而电阻电压和外施电压相等且同相,外施电压全部加在电阻R上,电阻上的电压达到了最大值。
在电路Q值较高时,电感电压和电容电压的数值都将远大于外施电压的值,所以串联谐振又称电压谐振。

四、串联谐振时的能量关系:

现在分析谐振时的能量关系。设谐振时电路电流为

则电容电压为

电路中的电磁场总能量为

由于谐振时有



所以

这表明,串联谐振时,电路中电场能量最大恒等于磁场能量的最大值、而电感和电容中储存的电磁能量总和是不随时间变化的常量,且等于电场或磁场能量的最大值。图3的曲线反映了谐振时电、磁场能量的关系。当电场能量增加某一数值时,磁场能量必减小同一数值,反之亦然。这意味着在电容和电感之间,存在着电场能量和磁场能经相互转换的周期性振荡过程。电磁场能量的交换只在电感和电容元件之间进行.和电路外部没有电磁能量的交换。电源只向电阻提供能量,故电路呈纯阻性。

图3
因为

所以

这就是说,在外加电压一定时,电磁场总能量与Q2成正比,因此可用提高或降低Q值的办法来增强或削弱电路振荡程度。由于

可知Q值的物理意义:即Q等于谐振时电路中储存的电磁场总能量与电路消耗的平均功率之比乘以ωo,或Q等于谐振时电路中储存的电磁场总能量与电路在一个周期中所消耗的能量之比乘以2π。电阻R越小,电路消耗的能量(或功率)越小,Q值越大,振荡越激烈。

五、串联谐振的谐振曲线

电路中的阻抗(导纳)是随频率的变化而变化的。在输入信号的有效值保持不变情况下,电路的电压、电流的大小也会随频率的变化而变化。阻抗(导纳)、电流或电压与频率之间的关系称为它们的频率特性。在串联谐振电路中.描绘电流、电压与频率关系的曲线称谐振曲线。
先来看复阻抗的频率特性:

复阻抗Z的频率特性为

电路中电流为



Z(ω)特性曲线 电流的谐振曲线 电流的相频特性曲线
图4
从图4各曲线可以看出,在ω=ωo处,X=0,此时电路阻抗最小,为Z=R;电流最大,为Io=US/R,电流与电压同相位;电路处于谐振状态。ω≠ωo时,Z>R,I<Io,Φ≠0,电路处于失谐状态。ω偏离ωo越远,Z越大,I越小,Φ越大,失谐越严重。其中,当ω<ωo时,电路呈电容性,称为容性失谐;当ω>ωo时,电路呈电感性,称为感性失谐。
从电流谐振曲线可以看出,在谐振频率及其附近,电路具有较大的电流,而当外施信号频率偏离谐振频率越远,电流就越小。换言之,串联谐振电路具有选择最接近于谐振频率附近的信号同时抑制其它信号的能力,我们把电路所具有的这种性能称为电路的选择性。初步的观察可以看出,选择性的好坏与电流谐振曲线在谐振频率附近的尖锐程度有关,曲线越尖锐、陡峭,选样性越好。进一步的研究表明,电流谐振曲线的形状与电路品质因数Q值直接相关。因为

以I/I。为纵坐标,ω/ω。叫为横坐标.Q为参变量,可以画出如图5所示的电流谐振曲线。从图中可以清楚地看出.Q值越高,曲线越尖锐,当ω/ω。稍偏离1(即ω稍偏离ω。)时,I/I。就急剧地下降,表明电路对非谐振频率的信号具有较强的抑制能力,电路的选择性就越好。而Q值越低,在谐振频率附近,电流变化不大,曲线顶部越平缓。选择性就越差。由于Q值相同的任何R、L、C串联电路只有—条这样的曲线与之对应,故称这种曲线为通用谐振曲线。

图5 通用谐振曲线

六、串联谐振的幅频特性

R、L、C串联谐振电路中,电路中各元件电压的幅频特性为

图6 电压的谐振曲线
由电压的谐振曲线可以看出,试品上出现电压最高时并非系统处于完全谐振时,而是处于容性失谐状态,此时电抗器上承受的电压低于试品两端的电压,有利于设备的安全,因此,我们建议串联谐振电源系统工作在这种状态下。

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