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電感品質(zhì)因數(shù)的公式及作用

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

電感的在處理交流電中的經(jīng)常使用,電容電源的轉(zhuǎn)換效率也有關(guān)系,怎么樣判斷電容的效率呢,理論上一般會(huì)使用品質(zhì)因數(shù)來看。選擇電容時(shí)特別關(guān)注他們的Q值,品質(zhì)因數(shù)Q:表征一個(gè)儲(chǔ)能器件(如電感線圈、電容等)、諧振電路所儲(chǔ)能量同每周損耗能量之比的一種質(zhì)量指標(biāo)。元件的Q值愈大,用該元件組成的電路或網(wǎng)絡(luò)的選擇性愈佳。

品質(zhì)因數(shù)Q的定義為:當(dāng)線圈在某一頻率的交流電壓下工作時(shí),線圈所呈現(xiàn)的感抗和線圈直流電阻的比值。它可以用公式表達(dá)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(wěn)定度就越高,因此,能夠更準(zhǔn)確。因數(shù)Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)。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(shí),將有VL=VC》》V的現(xiàn)象出現(xiàn)。這種現(xiàn)象在電力系統(tǒng)中,往往導(dǎo)致電感器的絕緣和電容器中的電介質(zhì)被擊穿,造成損失。所以在電力系統(tǒng)中應(yīng)該避免出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。而在一些無線電設(shè)備中,卻常利用諧振的特性,提高微弱信號(hào)的幅值。

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

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

品質(zhì)因數(shù)描述了回路的儲(chǔ)能與它一周耗能之比。

因?yàn)橥l帶與品質(zhì)因數(shù)之積為回路的諧振頻率。所以,在保證諧振點(diǎn)的情況下品質(zhì)因數(shù)與通頻帶的寬窄是一對矛盾。所以不能說品質(zhì)因數(shù)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(diǎn)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(gè)頻率f,此時(shí)Q值越大越好,這是利用諧振電路在諧振時(shí)的頻率f,當(dāng)LC并聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時(shí),電路阻抗最大,相當(dāng)于斷路,使頻率為f的頻率信號(hào)不能通過,達(dá)到阻止此信號(hào)的目的。當(dāng)LC串聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時(shí),阻抗最小,相當(dāng)與短路,此時(shí)頻率為f的頻率很容易通過,而其它的信號(hào)頻率被阻止,就能達(dá)到選頻的目的。

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