Aký je kvalitatívny faktor rezonančného obvodu? Wuhan UHV sa špecializuje na výrobusériové rezonančné zariadenia, so širokým výberom produktov a profesionálnym elektrickým testovaním. Pri hľadanísériové rezonančné zariadenia, vyberte Wuhan UHV
Rezonančné obvody majú široké uplatnenie v elektronickej technike Charakteristiky rezonančného obvodu úzko súvisia s jeho kvalitatívnym faktorom (tj hodnota Q) Na získanie hodnoty Q obvodu je potrebné začať od jeho definície, aby sme hlbšie porozumeli významu hodnoty Q a komplexnejšie pochopili vlastnosti rezonančných obvodov. Pri štúdiu rôznych rezonančných obvodov je často zahrnutá hodnota faktora kvality Q obvodu. Čo je teda hodnota Q? Nižšie poskytneme podrobnú diskusiu.
Pôvodná definícia kvalitatívneho faktora je definovaná energiou, ktorá predstavuje konverzný vzťah medzi energiami v okruhu, to znamená účinnosť akumulácie energie v okruhu. Fyzikálny význam faktora kvality možno jasne vyjadriť z definície faktora kvality energie, ktorý má univerzálny význam pre rôzne okruhy.
Pre výpočet činiteľa kvality jednoduchých RLC sériových a paralelných obvodov môžeme priamo aplikovať definičný vzorec činiteľa kvality v RLC sériových a paralelných obvodoch, ale pre trochu zložitejšie RLC rezonančné obvody už tieto vzorce nie sú použiteľné. Najprimitívnejšia definícia faktora kvality, menovite definícia energie, musí byť faktorom kvality akéhokoľvek rezonančného obvodu, ktorý sa dá vypočítať, ale môže to byť dosť ťažkopádne.
Obrázok 1 ukazuje sériový rezonančný obvod pozostávajúci z kondenzátora C, tlmivky L a zvodového odporu kondenzátora a odporu vedenia tlmivky R. Komplexná impedancia Z tohto obvodu je súčtom komplexných impedancií troch komponentov.
Obrázok 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
Odpor R vo vyššie uvedenej rovnici je skutočnou časťou komplexného čísla a rozdiel medzi indukčnou a kapacitnou reaktanciou je imaginárnou časťou komplexného čísla. Imaginárnu časť nazývame reaktancia reprezentovaná X a ω je uhlová frekvencia aplikovaného signálu.
Keď X=0, obvod je v rezonančnom stave, kde sa indukčná a kapacitná reaktancia navzájom rušia, tj imaginárna časť v rovnici ⑴ je nulová, výsledkom čoho je minimálna impedancia v obvode. Preto je prúd na svojom maxime a obvod je teraz čisto odporový zaťažovací obvod, kde sú napätie a prúd v obvode vo fáze. Keď obvod rezonuje, jeho kapacita sa rovná jeho indukčnosti, takže efektívne napätie na kondenzátore a induktore musí byť rovnaké,
Efektívna hodnota napätia na kondenzátore UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Faktor kvality Q=1/ω CR, kde I je celkový prúd obvodu.
Efektívna hodnota napätia na tlmivke UL=ω LI=ω L * U/R=QU Faktor kvality Q=ω L/R
Pretože UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Pomer napätia na kondenzátore k napätiu privedeného signálu U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Pomer napätia na tlmivke k napätiu privedeného signálu U UL/U=ω LI/RI=ω}Q}Q/R{{6}
Z vyššie uvedenej analýzy je možné vidieť, že čím vyšší je faktor kvality obvodu, tým vyššie je napätie na induktore alebo kondenzátore v porovnaní s aplikovaným napätím.
Záver
Energetická definícia faktora kvality jasne vyjadruje fyzikálny význam faktora kvality a má univerzálny význam pre rôzne okruhy. Je však dosť ťažké, ba až ťažké, použiť ho na riešenie faktora kvality zložitejších rezonančných obvodov. Definícia činiteľa kvality sériových a paralelných rezonančných obvodov je priamo definovaná z pohľadu parametrov obvodu. Táto definícia je prospešná pre výpočet faktora kvality, ale z hľadiska pochopenia nie je taká jasná ako energetická definícia faktora kvality, čo uľahčuje pochopenie jeho fyzikálneho významu. Z dôkazu v prvej časti vidíme, že definíciu činiteľa kvality sériových a paralelných rezonančných obvodov možno odvodiť z energetickej definície činiteľa kvality a tieto dva sú si navzájom ekvivalentné. Jednoduchý výpočtový vzorec na odvodenie faktora kvality akéhokoľvek rezonančného obvodu uvedený v tomto článku je účinný na odvodenie vzorca na výpočet faktora kvality rôznych rezonančných obvodov so sústredenými parametrami, najmä pre zložitejšie rezonančné obvody. Pokiaľ sa získa ekvivalentný odpor, indukčnosť a kapacita obvodu v podmienkach rezonancie, výpočet faktora kvality sériového rezonančného obvodu sa môže priamo použiť na získanie faktora kvality obvodu. Táto metóda je jednoduchá a ľahko implementovateľná, najmä pri riešení zložitých obvodov, pričom demonštruje veľkú prevahu.