将电容C、线圈L和信号源串联连接，就构成了串联谐振电路，如图3-4-1（a）所示。图中的R等效为线圈的电阻。在电路中，由于电感、电容和电阻通过同一电流I，电感的电压超前电流90°，电容的电压落后电流90°，故电感上的电压和电容上的电压相位相反（即相位差为180°），就是说感抗和容抗的作用是相互削弱的。

1.电压与电流关系

由于串联电路中电流处处相等，因此，以电流为参考量，令其初相位为0，再根据电路中各元件电流和电压的相位关系作出矢量图，最后根据矢量图进行计算。具体步骤如下。

图3-4-1　串联谐振电路

2.谐振条件与谐振频率

动手做

为了观察串联谐振电路的谐振现象，动手做以下实验，按图3-4-2所示的方式连接好电路，调节低频信号发生器的输出信号频率由0逐渐增大，并调节输出电压保持不变。

观察毫安表的数值随信号频率变化的情况。

记录毫安表的数值达到最大值时的频率值。

图3-4-2　串联谐振实验电路

（a）串联谐振电路；（b）串联谐振电路实物

把低频信号发生器的输出电压保持不变，调节输出信号频率由0逐渐增大时，因感抗XL与交流电的频率成正比，故XL越来越大；而电容的容抗XC与交流电的频率成反比，故容抗XC越来越小。故必然在某一频率时，XL与XC相等，此时感抗和容抗全部抵消，阻碍电流的只是电路中的电阻，因电阻很小，所以此时回路中电流I最大。

在串联谐振电路中，交流电在某一频率时，使该电路出现最大电流的现象叫串联谐振。这个频率就是谐振频率，用f0表示，图3-4-3所示为串联谐振曲线。

图3-4-3　串联谐振曲线(www.daowen.com)

根据上述对串联谐振电路的讨论可知，电路发生谐振的条件是UL=UC或XL=XC，即

从上式可得到谐振频率f0的表达式为

当电路参数L、C一定时，改变交流电频率f，达到上述关系时，电路就会发生谐振。当然，如果交流电频率一定，改变电路参数L或C，也可以使电路达到谐振状态。

通常收音机的输入回路，就是通过改变电容C的大小，来选择不同电台频率的串联谐振电路。但在电力工程上有时应尽量避免谐振出现，因为强大的谐振电压往往会造成电路电流过大，产生熔断器熔断或烧毁电气设备的事故。

3.串联谐振电路的特点

串联谐振电路有以下特点。

（1）串联谐振时，阻抗最小，且呈纯电阻性。因为XL=XC，所以Z=R。

（2）电路中的电流最大并与电压同相，谐振时，谐振电流为