Quin és el factor de qualitat d'un circuit ressonant? Wuhan UHV s'especialitza en la producciódispositius de ressonància en sèrie, amb una àmplia selecció de productes i proves elèctriques professionals. Quan es buscadispositius de ressonància en sèrie, trieu Wuhan UHV
Els circuits ressonants tenen un ampli ventall d'aplicacions en tecnologia electrònica Les característiques d'un circuit ressonant estan estretament relacionades amb el seu factor de qualitat (és a dir, valor Q) Per obtenir el valor Q d'un circuit, s'ha de partir de la seva definició per tal d'entendre més a fons el significat del valor Q i una comprensió més completa de les característiques dels circuits ressonants. Quan s'estudien diversos circuits ressonants, sovint s'implica el valor del factor de qualitat Q del circuit. Aleshores, què és el valor Q? A continuació, oferirem una discussió detallada.
La definició original de factor de qualitat es defineix per l'energia, que representa la relació de conversió entre les energies d'un circuit, és a dir, l'eficiència d'emmagatzematge d'energia del circuit. El significat físic del factor de qualitat es pot expressar clarament a partir de la definició del factor de qualitat de l'energia, que té un significat universal per a diversos circuits.
Per al càlcul del factor de qualitat de sèries RLC simples i circuits paral·lels, podem aplicar directament la fórmula de definició del factor de qualitat en sèries RLC i circuits paral·lels, però per a circuits ressonants RLC una mica més complexos, aquestes fórmules ja no són aplicables. La definició més primitiva del factor de qualitat, és a dir, la definició d'energia, ha de ser el factor de qualitat de qualsevol circuit ressonant que es pugui calcular, però pot ser bastant feixuc.
La figura 1 mostra un circuit ressonant en sèrie format per un condensador C, un inductor L i una resistència de fuga del condensador i una resistència de línia de l'inductor R. La impedància complexa Z d'aquest circuit és la suma de les impedàncies complexes de tres components.
Figura 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
La resistència R de l'equació anterior és la part real del nombre complex, i la diferència entre la reactància inductiva i la reactància capacitiva és la part imaginària del nombre complex. A la part imaginària anomenem reactància, representada per X, i ω és la freqüència angular del senyal aplicat.
Quan X=0, el circuit es troba en un estat ressonant, on la reactància inductiva i capacitiva s'anul·len mútuament, és a dir, la part imaginària de l'equació ⑴ és zero, donant lloc a la impedància mínima del circuit. Per tant, el corrent està al màxim i el circuit és ara un circuit de càrrega purament resistiu, on la tensió i el corrent del circuit estan en fase. Quan un circuit ressona, la seva capacitat és igual a la seva inductància, de manera que la tensió efectiva entre el condensador i l'inductor ha de ser igual,
El valor efectiu de la tensió al condensador UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Factor de qualitat Q{=1/ω CR, on I és el corrent total del circuit.
Valor efectiu de la tensió a l'inductor UL=ω LI{=ω L * U/R{=QU Factor de qualitat Q{=ω L/R
Perquè UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Relació entre la tensió del condensador i la tensió del senyal aplicada U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR{=Q La relació entre la tensió de l'inductor i la tensió del senyal aplicada U UL/U=ω LI/RI{=ω L/R{=Q
A partir de l'anàlisi anterior, es pot veure que com més gran sigui el factor de qualitat del circuit, més gran serà la tensió a l'inductor o condensador en comparació amb la tensió aplicada.
Conclusió
La definició energètica del factor de qualitat expressa clarament el significat físic del factor de qualitat i té un significat universal per a diversos circuits. Tanmateix, és bastant difícil, fins i tot difícil, utilitzar-lo per resoldre el factor de qualitat de circuits ressonants més complexos. La definició del factor de qualitat dels circuits ressonants en sèrie i paral·lel es defineix directament des de la perspectiva dels paràmetres del circuit. Aquesta definició és beneficiosa per calcular el factor de qualitat, però des d'una perspectiva de comprensió, no és tan clara com la definició energètica del factor de qualitat, la qual cosa facilita veure'n el significat físic. A partir de la demostració de la primera part, podem veure que la definició del factor de qualitat dels circuits ressonants en sèrie i paral·lel es pot derivar de la definició d'energia del factor de qualitat, i els dos són equivalents entre si. La fórmula de càlcul senzilla per obtenir el factor de qualitat de qualsevol circuit ressonant que es dóna en aquest article és efectiva per obtenir la fórmula de càlcul del factor de qualitat de diversos circuits ressonants de paràmetres concentrats, especialment per a circuits ressonants més complexos. Sempre que s'obtingui la resistència, la inductància i la capacitat equivalents del circuit en condicions de ressonància, el càlcul del factor de qualitat del circuit ressonant en sèrie es pot aplicar directament per obtenir el factor de qualitat del circuit. Aquest mètode és senzill i fàcil d'implementar, especialment per resoldre circuits complexos, demostrant una gran superioritat.