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電路諧振能是怎樣產生的

發布時間:2014-03-31 23:14:30     被瀏覽:

電路諧振現象是公認的,但產生能量問題,當代電工書是否認的。這就產生一個矛盾,沒有能量產生,電流或電壓怎麽能增大呢?這能符合能量守恒定律嗎? 
無功功率是無中生有的嗎?假如說無功功率不代表能量,那麽負載做功大小,為什麽都與無功功率多少有聯係呢? 
從當代實踐中看,調諧振電路具有選擇信號的能力,與無功功率有關係;在電力係統中,也要補償無功功率.........。 
有許多人說:“電容器是儲能元件,能提高總電路中的有功功率因數,不能輸出大於輸入”;還有的人說:“有人銷售所謂“節電器”,實際就是一個電容器,那是騙人的。”通過此段話可以看出,研究電路諧振理論的重要性。 
提高總電路中的有功功率因數,是事物的表麵現象,實際是電路中能量增大的結果,這個能量就是書中講的“內電動勢”。 
為什麽書中不承認“內電動勢”代表能量呢? 
除了人們對無功功率認識失誤外,就是人們不知道能量是怎樣產生的,認為電容器是儲能的,不會增加能量,它消耗多少能量,就輸出多少能量,絕對不會增加能量。 
對此問題本人探討如下: 
1、能量與物質的關係:能量不是物質,二者是不同的事物,物質輸出去多少,再送回來還是多少。物質隻有通過物理或化學反映後,才能轉化為能量。 
2、宏觀物體運動與微觀電子運動之間的關係: 
(1)在宏觀力雖然有千萬種,但從做功方麵分析,隻有兩種力: 
①對物體做功的力稱為“作用力”; 
②物體本身具有的慣性力稱為“反作用力”。在反作用力中又分為兩種:A、物體的重力即“保守力”,它本身不消耗能量;可以補償;B、磨擦力即稱耗散力,轉變為其它能量,不能補償。 
(2)在微觀電子運動的力雖然也不少種,但對於導體中的電流來說,也隻分為兩種力: 
①對自由電子做功的力即“作用力”稱為電源電壓; 
②自由電子運動中的慣性力即“反作用力”稱為阻抗。在交流電路中阻抗分為兩種:A、感抗或容抗與宏觀重力相同,都是一種“保守力”,它本身也不消耗能量;可以補償。B、純電阻與宏觀磨擦力相同,把電能轉變為熱能,不能補償。 
(3)宏觀功與微觀功的關係 
在宏觀作用力對重力反作用力做功時,消耗能量,這是人們公認的。表現在,作用力減少。功率等於物體重力與加速度的乘積。 
在微觀作用力(電壓)對感抗反作用力做功時,書中不承認消耗能量,但承認產生電壓降。請問:電壓降說明什麽呢?電壓是代表能量的,有電壓降就是說明能量減少的。 
電感負載一半時間做正功,一半時間做負功,怎麽會產生電壓降呢?是因為電感作正功與做負功的時間不同,二者不能互相抵消,尤其是當感抗作正功時,電源電壓卻做了負功。 
從總電路方麵分析,任何瞬間負載沒有減少,電源電壓也沒有增加,隻是在一半的時間中負載與電源互相轉變,因為負載是做功的,所以在計算時就把電源電壓消耗的能量,當成負載消耗的能量,電壓降是感抗消耗能量的重要標誌。 
在純電感負載中,無功功率量綱等於電流與電壓的乘積。書中無功功率的計算公式是正確的,書中承認感抗即反作用力存在,不承認感抗消耗能量,是沒有根據的,世界上沒有反作用力,不消耗能量的;另外無功功率量綱的存在,就是消耗電能所做的功。 
書中否認無功功率的物理意義,就產生宏觀與微觀的矛盾,理論與實踐不統一。 
3、電路諧振能是怎樣產生的? 
(1)在宏觀力學中,補償與能量的關係:補償在科學技術方麵含義是不準確的,什麽情況稱為補償呢? 
所謂補償就是外力對物體的重力做功時,使用配重,充分利用保守力做功,例如,在礦井提升礦石時,用雙罐籠提升。一邊向下,另一邊向上,當配重物體的重量等於提升物重量時,提升礦石消耗的能量很少,這種配重所做的功與外力做的功性質是一樣的,可稱為補償,更科學的講,是作用力增加的結果,是能量增加產生的。 
如果把其它各種損耗略去不計,則提升礦石就不消耗能量,如果從提升礦石方麵分析,可以稱為節能或增加能量。 
這種能量是從哪來的呢?是一種物理現象,是充分利用保守力的結果。在宏觀利用配重等雖然不能永動,但也不能否認配重物體不能做功,補償實質就是增加能量。 
(2)在微觀含有電感與電容的電路中,與宏觀雙罐籠提升礦石性質是一樣的,感抗好比是提升物體的重量即“反作用力”,電容器中的容抗好比是配重體,當感抗等於容抗時,隻有純電阻消耗能量。如果電阻消耗的能量略去不計,無功功率則不消耗能量。 
但感抗是客觀存在的“反作用力”,輸出無功功率就是節能或增加能量產生的。電容器為什麽能起到配重的作用呢?這是因為感抗與容抗性質相反,互相差180度,因為時間相同互相抵消。 
電容器能改變電子流動的方向,使“反作用力”轉變為“作用力”,因“作用力”增大,即產生“內電動勢”,所以電流或電壓增加。 
在電感與電容並聯電路中,當純電阻很小,感抗等於容抗時,負載中的電流為什麽大於輸入的總電流幾倍或幾十倍呢? 
此現象好比宏觀自由落體運動一樣,因為純電阻很小,略去不計,在純電感與電容的電路中反作用力互相抵消為零,電源電壓大小不變,它好比是宏觀物體的重力,自由落體從開始時以勻加速度往下落,速度隨時間不斷地增大,初速與末速相差幾十倍,當最大速度與空氣的阻力的乘積與重力相等時,就以恒速運動。 
同理,自由電子在電感與電容的電路中,在外力電源電壓的作用下,自由電子流動的數量也是勻加速度的增大(電子運動速度不變,電流是指自由電子的數量),初時的電流(速度)與末時的電流(速度)也要相差幾倍至幾十倍。當電流與純阻乘積等於外加電壓時,電流大小才能不變,即恒電流(速度)運行,這時的電流就是諧振電流。 
此現象利用電容器儲能觀點是無法解答的,隻有利用力學理論,才能說明電路諧振的本質。才能說明電流或電壓增大的原因。 
電流與水流一樣,研究水流的書稱為《流體力學》,同樣,研究自由電子流動的理論,也就應稱為電子運動學,簡稱《電子力學》。 
總之,電路諧振時電流或電壓的增加,就是能量增大的結果。它是充分利用“保守力”產生的,是人類征服大自然的結晶,是一種物理現象,它產生的能量可稱“物理能”、“諧振能”,也可稱為“智力能”,又可稱為第三能源。 
有人說:“電路諧振輸出不能大於輸入,隻是在感抗與容抗之間振蕩,它不能做功。” 
對此問題看法是不全麵的,如果說有功功率不能輸出大於輸入是對的,因為補償的不是有功功率,有功功率不能補償。 
對於無功功率和視在功率說,輸出就是大於輸入,負載中的電流大於輸入的總電流,就是輸出大於輸入的鐵證。 
無功功率是否能做功,就是要看無功功率變化,對負載做功大小的是否有影響。有功功率能做功,就是說有功功率的變化,與負載做功大小有關係。 
同理,如果無功功率的變化,也與負載做功大小有聯係,也就說明無功功率能做功。從實踐中看無功功率是不可缺少的,證明無功功率能做功。即使它在電動機中不能產生轉矩,但它也會和銅損一樣,是不可避免的,是電動機做功時所需要的電功率。 
從實踐現象分析,無功功率在電動機中能產生轉矩,因為交流電動機中的旋轉磁埸,是與視在功率成正比,無功功率能產生交變電磁埸。 
從異步電動機中的定子和轉子產生的兩個磁埸方麵分析,有功功率產生的兩磁埸方向相反能做功,無功功率產生的兩個磁埸方向也相反,同理也能做功,因為兩者產生的磁埸相對位置是一樣的。 
另外在異步電動機轉子通電導體中,它的等效電路是純電阻與電感的串聯電路。從實踐中分析,當純電阻為零時,有功功率因數也為零,按照書中觀點,電動機不能做功,實際上電動機做功最多。 
當感抗為零時,有功功率因數為最大等於一,但此時電動機卻變成了電爐,無法做功。 
不論什麽人可以否認電路諧振能的存在,但不利用它是不行的。就像一個人不知道吃飯,對人身體有用處,但人人都必須要吃飯一樣。如果了解吃什麽,對人身體有好處,就會對身體有更大的幫助。

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