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构建谐振储能电路:电感、电容与实践洞察

零件与材料

变压器仅作电感用;另一绕组悬空。若有专用扼流圈可替代,但扼流圈在爱好者套件中较少见。

参考文献

《电路课程》第二卷,第六章:"Resonance"(谐振)

学习目标

原理图

构建谐振储能电路:电感、电容与实践洞察

实物接线图

构建谐振储能电路:电感、电容与实践洞察

实验步骤

并联连接电感和电容。用直流源(电池)短暂激励网络。储存能量在电容电场与电感磁场间穿梭,产生阻尼振荡。用跨接储能电路的示波器观察波形。

安全提示:严禁用 PC 或声卡作示波器。感应反冲电压极易损坏敏感音频输入。

储能电路自然(谐振)频率公式:

构建谐振储能电路:电感、电容与实践洞察

许多小型电源变压器初级电感约 1H,可作估算起点。高 Q 值电感振荡持续更久。

通过改变电容值实验。记录频率偏移和衰减时间。已知电容(表测)和谐振频率(示波器测),可重排公式求电感:

$$L = \frac{1}{(2\pi f)^2 C}$$

有意加入电阻——串联或并联——引入反谐振,像汽车减震器一样阻尼振荡。

计算机仿真

构建谐振储能电路:电感、电容与实践洞察

原理图包含杂散电阻(Rstray)模拟实际损耗。降低 Rstray 延长衰减;移除则永久振荡。

SPICE 仿真网表

tank circuit with loss
l1 1 0 1 ic=0
rstray 1 2 1000
c1 2 0 0.1u ic=6
.tran 0.1m 20m uic
.plot tran v(1,0)
.end

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