4.1 LC谐振电路

谐振电路是一种由电感和电容构成的电路，故又称为LC谐振电路。谐振电路在工作时会表现出一些特殊的性质，因此得到广泛的应用。谐振电路分为串联谐振电路和并联谐振电路。

4.1.1 串联谐振电路

电容和电感头尾相连，并与交流信号连接在一起就构成了串联谐振电路。

1.电路结构

串联谐振电路如图4-1所示。其中，U为交流信号；C为电容；L为电感；R为电感L的直流等效电阻。

2.性质说明

为了分析串联谐振电路的性质，将一个电压不变、频率可调的交流电源加到串联谐振电路的两端，再在电路中串接一个交流电流表，如图4-2所示。

让交流信号电压U始终保持不变，而将交流信号频率由0Hz慢慢调高，在调节交流信号频率的同时观察电流表，结果发现电流表指示的电流值先慢慢增大，当增大到某一值时，再将交流信号的频率继续调高，电流又开始逐渐下降，这个过程可用图4-2所示的特性曲线表示。

在串联谐振电路中，当交流信号频率为某一频率时，电路出现最大电流的现象称作串联谐振现象，简称串联谐振，这个频率叫作谐振频率，用f₀表示，谐振频率f₀的大小可用下式求得：

3.串联谐振电路谐振时的特点

串联谐振电路谐振时的特点主要如下：

1）谐振时，电路中的电流最大，此时LC元件串联在一起就像一只阻值很小的电阻，即串联谐振电路谐振时总阻抗最小（电阻、容抗和感抗统称为阻抗，用Z表示，阻抗的单位为Ω）。

2）谐振时，电路中电感上的电压U_L和电容上的电压U_C都很高，往往比交流信号电压U大Q倍（U_L=U_C=QU，Q为品质因数，Q=2πfL/R），因此串联谐振又称电压谐振，在谐振时，电压U_L与U_C在数值上相等，但极性相反，故两电压之和（U_L+U_C）近似为零。

4.1.2 并联谐振电路

电容和电感并联后与交流信号连接起来就构成了并联谐振电路。

1.电路结构

并联谐振电路如图4-3所示。其中，U为交流信号；C为电容；L为电感；R为电感L的直流等效电阻。

2.电路说明

为了分析并联谐振电路的性质，将一个电压不变、频率可调的交流电源加到并联谐振电路的两端，再在电路中串接一个交流电流表，如图4-4所示。

让交流信号电压U始终保持不变，将交流信号频率从0Hz开始慢慢调高，在调节交流信号频率的同时观察电流表，结果发现电流表指示电流开始很大，随着交流信号的频率逐渐调高电流值慢慢减小，当减小到某一值时再将交流信号的频率继续调高，电流又逐渐上升，这个过程可用图4-4所示的特性曲线表示。

在并联谐振电路中，当交流信号频率为某一频率时，电路出现最小电流的现象称作并联谐振现象，简称并联谐振，这个频率叫作谐振频率，用f₀表示，谐振频率f₀的大小可用下式求得：

3.并联谐振电路谐振时的特点

并联谐振电路谐振时的特点主要如下：

1）谐振时，电路中的电流I最小，此时LC元件并联在一起就像一只阻值很大的电阻，即并联谐振电路谐振时总阻抗最大。

2）谐振时，流过电容支路的电流I_C和流过电感支路的电流I_L都比总电流I大很多，故并联谐振又称为电流谐振。其中I_C与I_L数值相等，但方向相反，I_C与I_L在LC支路构成的回路中流动，不会流过主干路。