Hva er kvalitetsfaktoren til en resonanskrets? Wuhan UHV spesialiserer seg på produksjonserie resonansenheter, med et bredt utvalg av produktutvalg og profesjonell elektrisk testing. Når du leter etterserie resonansenheter, velg Wuhan UHV
Resonanskretser har et bredt spekter av bruksområder innen elektronisk teknologi Egenskapene til en resonanskrets er nært knyttet til dens kvalitetsfaktor (dvs. Q-verdi) For å få Q-verdien til en krets bør man ta utgangspunkt i dens definisjon for å få en dypere forståelse av betydningen av Q-verdi og en mer omfattende forståelse av egenskapene til resonanskretser. Når man studerer ulike resonanskretser, er kvalitetsfaktoren Q-verdien til kretsen ofte involvert. Så hva er Q-verdi? Nedenfor vil vi gi en detaljert diskusjon.
Den opprinnelige definisjonen av kvalitetsfaktor er definert av energi, som representerer konverteringsforholdet mellom energier i en krets, det vil si energilagringseffektiviteten til kretsen. Den fysiske betydningen av kvalitetsfaktor kan tydelig uttrykkes fra definisjonen av energikvalitetsfaktor, som har universell betydning for ulike kretsløp.
For beregning av kvalitetsfaktoren til enkle RLC-serier og parallellkretser kan vi direkte bruke definisjonsformelen for kvalitetsfaktor i RLC-serier og parallellkretser, men for litt mer komplekse RLC-resonanskretser er disse formlene ikke lenger anvendelige. Den mest primitive definisjonen av kvalitetsfaktor, nemlig energidefinisjonen, må være kvalitetsfaktoren til enhver resonanskrets som kan beregnes, men den kan være ganske tungvint.
Figur 1 viser en serieresonanskrets bestående av en kondensator C, en induktor L og en lekkasjemotstand til kondensatoren og en linjemotstand til induktoren R. Den komplekse impedansen Z til denne kretsen er summen av de komplekse impedansene til tre komponenter.
Figur 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
Resistansen R i ligningen ovenfor er den reelle delen av det komplekse tallet, og forskjellen mellom den induktive reaktansen og den kapasitive reaktansen er den imaginære delen av det komplekse tallet. Vi kaller den imaginære delen reaktansen, representert ved X, og ω er vinkelfrekvensen til det påførte signalet.
Når X=0 er kretsen i en resonanstilstand, hvor den induktive og kapasitive reaktansen kansellerer hverandre, dvs. den imaginære delen i ligning ⑴ er null, noe som resulterer i minimumsimpedansen i kretsen. Derfor er strømmen på sitt maksimum, og kretsen er nå en ren resistiv belastningskrets, hvor spenningen og strømmen i kretsen er i fase. Når en krets gir resonans, er kapasitansen dens lik induktansen, så den effektive spenningen over kondensatoren og induktoren må være lik,
Den effektive verdien av spenning på kondensatoren UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Kvalitetsfaktor Q=1/ω CR, der I er den totale strømmen til kretsen.
Effektiv verdi av spenning på induktor UL=ω LI=ω L * U/R=QU Kvalitetsfaktor Q=ω L/R
Fordi UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Forholdet mellom spenningen på kondensatoren og den påtrykte signalspenningen U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Forholdet mellom spenningen på induktoren og den påførte signalspenningen U UL/U=ω LI/RI=ω L/RI=ω}LQ}
Fra analysen ovenfor kan det ses at jo høyere kvalitetsfaktoren til kretsen er, desto høyere er spenningen på induktoren eller kondensatoren sammenlignet med den påførte spenningen.
Konklusjon
Energidefinisjonen av kvalitetsfaktor uttrykker klart den fysiske betydningen av kvalitetsfaktor og har universell betydning for ulike kretsløp. Imidlertid er det ganske vanskelig, til og med vanskelig, å bruke det til å løse kvalitetsfaktoren til mer komplekse resonanskretser. Definisjonen av kvalitetsfaktoren til serie- og parallellresonanskretser er direkte definert fra kretsparametrenes perspektiv. Denne definisjonen er gunstig for å beregne kvalitetsfaktoren, men fra et forståelsesperspektiv er den ikke like klar som energidefinisjonen av kvalitetsfaktoren, noe som gjør det lettere å se dens fysiske betydning. Fra beviset i første del kan vi se at definisjonen av kvalitetsfaktoren til serie- og parallellresonanskretser kan utledes fra energidefinisjonen til kvalitetsfaktoren, og de to er likeverdige med hverandre. Den enkle beregningsformelen for å utlede kvalitetsfaktoren til en hvilken som helst resonanskrets gitt i denne artikkelen er effektiv for å utlede kvalitetsfaktorberegningsformelen for forskjellige klumpede parameterresonanskretser, spesielt for mer komplekse resonanskretser. Så lenge den ekvivalente motstanden, induktansen og kapasitansen til kretsen under resonansforhold oppnås, kan kvalitetsfaktorberegningen av serieresonanskretsen brukes direkte for å oppnå kvalitetsfaktoren til kretsen. Denne metoden er enkel og lett å implementere, spesielt for å løse komplekse kretser, og viser stor overlegenhet.