对谐振的初步认识

ID:1100060 · 发表于 2024-8-26 23:54

任何具备带通性质的元件或网络，当受到电磁能量的拂照时，对某频率作出强烈的响应，就是谐振的基础，
但狭义的谐振，仅止于由一个电感和一个电容组成的LC槽路，而书刊所载，老师所授的，只是以恒压源为背景的那部份。

ID:1100060 · 发表于 2024-8-27 00:23

在此先假设，电源、导线及所有元件皆为理想，那么，L和C的自身Q值皆为无穷大，
R＝1Ω，在谐振时，Xι＝Xc＝100Ω，那么，此槽路的Q值就是100，V˪＝Vᴄ＝100Vʀ ，
如果我想以无线电波驱动此环路 (L和C是负载，是元件，不是天线)，希望 I＝10A，而此环路每边长10cm，那么，场强得有多大？！

ID:1100060 · 发表于 2024-8-28 00:55

当谐振时，Vʟ和Vᴄ总是贼高，何故，有谁曾起心动念思考探究过？！
任何元件，I 电源EMF (电动势) 或负载压降的比例，都只取决于元件的自身参数，R固然，L和C亦如是，
按照实用习惯，Xʟ和Xᴄ通常远大于R，在此前提下，大家不妨拿RLC三者单独测试，想要灌进一样的 I ，EMF各自需得有多高，跟谐振了与否有关吗？！

ID:1100060 · 发表于 2024-8-28 11:05

在此电路串入恒压源，当电源频率进入槽路的通带内时，可以见到，I、Vʟ和Vᴄ 三者跟频率的关系皆呈正态曲线式趋势而变化，
但是，在I跟Vʟ或Vᴄ之间的比例关系，却只听命于频率，不因单用联用及谐振与否而异。

ID:1100060 · 发表于 2024-8-29 01:26

槽路Q值，以谐振为准，在通带外，Q值成不了意义，
电抗的自身Q值，取决于材质电阻，电阻愈大，Q值愈低，
Xʟ和Xᴄ是频率f的函数，普通电抗因自带R成份，L与C的自身Q值也会成为f的函数；而同样的X值，Q愈低，谐振时能堆叠出来的Vʟᴄ就愈小。

ID:1100060 · 发表于 2024-8-29 01:47

对谐振的认识，应该抓住一点：若f给定，则Xʟ和Xᴄ就是固定的，
所以，I跟Vʟ或Vᴄ的比例始终是线性的，不因谐振与否而异，受谐振与否影响的，只是V或I 相对于EMF(电源电动势)的倍率。

ID:1100060 · 发表于 2024-8-29 02:10

LhUpBJT 发表于 2024-8-27 00:23
在此先假设，电源、导线及所有元件皆为理想，那么，L和C的自身Q值皆为无穷大，
R＝1Ω，在谐振时，Xι ...

以此设定为例，
用10A的恒流源，在谐振频下先对RLC分别测量，然后组成槽路，你会发觉，Vʟ和Vᴄ都是没变的，
换成10V恒压源，结果理应无二，把槽路解散，拿1kV的恒压源来，分别测量L及C，得出的I多大，不亦10A乎？！

ID:1100060 · 发表于 2024-8-30 01:01

LhUpBJT 发表于 2024-8-29 01:47
对谐振的认识，应该抓住一点：若f给定，则Xʟ和Xᴄ就是固定的，
所以，I跟Vʟ或Vᴄ的 ...

一般人学习电子技术之目的，是为求成为电子技术专才 (工程师还不是天花板)，
对于谐振嘛，就知道Vʟ和Vᴄ是EMF (电源的电动势) 的Q倍，就知道如何设计、运用、检修，对于跟其相关的自然规律，是不感兴趣的。

LC槽路的属性，是带通网络，不是变换器，远高于EMF的压降从何而来，Xʟ和Xᴄ是阻抗 (Z)，只是数值而非功能，效果的实现，需要的是功能，能量的堆叠，就是谐振的「成长」过程，
撇开功能不谈，任何单独存在的线性元件，在电源频率不变的前提下，I跟EMF的比例都是恒定的，甭管Z是甚么，Z不同，比例当然不一样，正常之极，
把这堆元件组成槽路，其实就是让每条公式中的某个参数统一起来，在此电路中，统一起来的就是I，当谐振时，I就是〖EMF/R〗，跟L和C不存在时完全一样，根据这I，看看Xʟ或Xᴄ单测时需要的电压跟槽路中的有差别否，没有！！

ID:1100060 · 发表于 2024-9-4 06:54

LC谐振糊弄人的地方，就是槽路阻抗！理想槽路的整体阻抗，串联谐振时为零，并联谐振时为无穷大，但其实，Xʟ和Xᴄ跟单独测量时无二，此乃直观认知所必须抓住的核心！！

任何元件，一旦成形，自身参数即告固化，不因如何使用而变更，任何元件，都离不开电动势、阻抗、电流
的因果关系，
当元件组合运用时，就把代表各元件自身特性的公式中的某一个参数统一起来 (类似于计算分数时通份母的做法) ，这就是直观理解，
而论原理，LC谐振「成长」的关键，是惯性， L是个「搬运工」，EMF正负交变，而谐振时，C总是正好跟EMF完全同相，全额叠加，
那么，L吸收的能量就随着每次交变而增加了一个EMF，而这能量又全数转移至电容，如此反复搬弄，直至R把EMF完全占掉，能量的堆叠才告休止，槽路平衡下来进入稳态。

ID:1100060 · 发表于 2024-9-6 00:27

电抗无功的存取，是啥情况？！
行家及教授们也许觉得不值一哂，不屑一顾，菜鸟或中学生也许亦懒得思考，
电抗，至今仍不过是两种，电感及电容，纯电抗，单个使用或同类组合，换向点都是在电源电动势的峰值！
那么，电流跟电动势就会有 90° 的相位差，但有一点大家可能忽略：无功的实际电平，它因电动势而生，紧随于电动势，像电阻的电压降那样，是同相的！
理想电阻的伏安特性，是电流跟电动势(或电压降)的比例恒久不变，那么，电流最大的时间点当然就是电动势的峰值，电流方向紧随电动势的极性同步交变，换向点在交流基线(亦就是过零)，这个没异议吧？！
问题就在这里，LC谐振时，槽路的总合电抗不是「纯阻性」的吗，但是，电阻的导电机制跟电抗不一样，电抗，即使运行于谐振状态，换向点依然是在电动势峰值，以无功形态存在的瞬时电流不可能跟电动势成正比，唯一能套用理想电阻法则的，就是〖I≡0〗，任何瞬间都是，零！！

ID:1100060 · 发表于 2024-9-16 00:33

当L与C缔合，耳机立马就响起来，可咱们根本没给它电咧，
LC槽路能从空间抓取能量壮大自身，这正正就是有别于一众带通网络的亮点！
场致谐振，驱动方法其实可以有两种，AM收音机的LC槽路，既是调谐器也兼当天线，
另一种方案，就是把所有元件都打造成自我屏蔽的结构，以导线(电路)充当天线，导线愈长，「围地」当然可以愈宽广，接收的灵敏度也会愈高。

ID:1100060 · 发表于 2024-9-16 01:01

图中的那个 I，可代表自由震荡时在槽路里「成长」的电流，亦可代表电源，大家可把电源脑补到 I 这个位置去。
如果我把这 I 脑补成一个纯直流电源的EMF，那么，电位就是左负右正，看看现今司空见惯的软开关电路，那些元件的排序，不就像这样吗？！
直流恒压源对交流是相当于短路的，不过实际上，在C里头会有跟EMF相等的静电势贮藏着，但这贮能完全无碍于自由震荡的进程，亦不会被槽路所征用，
除非以负阻或可控性元件跟C并联，才可把C内的贮能扫除，软开关系统的情况就是如此，还有，简约型的考毕兹震荡器也能做到。

ID:1100060 · 发表于 2024-9-19 00:19

这图的初步构思本非如此，可当我画成这般模样时，我突然想到，
切断元件跟元件的联系，或把某区域跟系统隔离，开路并非唯一的方法，短路也是可以的，
还有就是，为何在LC槽路并联电阻可遏制寄生震荡，总算是有点明白了，如果中间的那根线既无阻力又没有EMF (或者这EMF是DC恒压源)，则L和C两者就无法互动了吗？！

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