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電感品質因數的公式及作用

科技觀察員 ? 來源:羅姆半導體社區 ? 作者:羅姆半導體社區 ? 2022-04-15 16:35 ? 次閱讀

電感的在處理交流電中的經常使用,電容電源的轉換效率也有關系,怎么樣判斷電容的效率呢,理論上一般會使用品質因數來看。選擇電容時特別關注他們的Q值,品質因數Q:表征一個儲能器件(如電感線圈、電容等)、諧振電路所儲能量同每周損耗能量之比的一種質量指標。元件的Q值愈大,用該元件組成的電路或網絡的選擇性愈佳。

品質因數Q的定義為:當線圈在某一頻率的交流電壓下工作時,線圈所呈現的感抗和線圈直流電阻的比值。它可以用公式表達如下:

公式為

Q值越高,損耗越小,效率越高;

Q值越高,諧振器的頻率穩定度就越高,因此,能夠更準確。因數Q是表示線圈質量的一個重要參數。Q值的大小,表明電感線圈損耗的大小,其Q值越大,線圈的損耗越小;反之,其損耗越大。

Q值過大,引起電感燒毀,電容擊穿,電路振蕩。

Q很大時,將有VL=VC》》V的現象出現。這種現象在電力系統中,往往導致電感器的絕緣和電容器中的電介質被擊穿,造成損失。所以在電力系統中應該避免出現諧振現象。而在一些無線電設備中,卻常利用諧振的特性,提高微弱信號的幅值。

元件的品質因數,即Q值的大小取決于元件的制作工藝、制作材料以及應用環境。例如,同樣一個電感,如果其他參數不變,僅改變繞制電感導線的粗細,則導線粗的電感Q值要比導線細的電感Q值高。如果再在導線上鍍銀,則鍍銀導線所繞制的電感要比不鍍銀導線繞制的電感Q值高。至于介質諧振器其Q值更是取決于構成介質諧振器材料和制作工藝。

Q值的大小還與工作頻率有關。一般的電感隨著頻率的變高其Q值也會增高。但它有一個極限,當超過這個極限頻率點后電感的Q值要陡然下降,這個電感就失去了電感的作用。在這點上介質諧振器、聲表面波諧振器和晶體諧振器更為明顯。當工作頻率偏離他們的諧振頻率后,其Q值將急劇下降,同時他們也將不能工作。

品質因數描述了回路的儲能與它一周耗能之比。

因為同頻帶與品質因數之積為回路的諧振頻率。所以,在保證諧振點的情況下品質因數與通頻帶的寬窄是一對矛盾。所以不能說品質因數越高越好,還要看對頻帶的要求的

Q值越大,諧振的通頻帶就越窄,也就是包含的頻率范圍更窄,如果需要寬一點的通頻帶,Q值越小越好。

在選頻電路(選用某一頻率)、阻波電路(阻止某一頻率)、吸收電路(衰減某一頻率)、陷波電路(去掉某一頻率)中都是利用或者去掉某一個頻率f,此時Q值越大越好,這是利用諧振電路在諧振時的頻率f,當LC并聯諧振電路發生諧振時,電路阻抗最大,相當于斷路,使頻率為f的頻率信號不能通過,達到阻止此信號的目的。當LC串聯諧振電路發生諧振時,阻抗最小,相當與短路,此時頻率為f的頻率很容易通過,而其它的信號頻率被阻止,就能達到選頻的目的。

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