Kakšen je faktor kakovosti resonančnega vezja? Wuhan UHV je specializirano za proizvodnjoserije resonančnih naprav, s širokim izborom izdelkov in profesionalnim električnim testiranjem. Pri iskanjuserije resonančnih naprav, izberite Wuhan UHV
Resonančna vezja imajo širok spekter uporabe v elektronski tehnologiji. Značilnosti resonančnega vezja so tesno povezane z njegovim faktorjem kakovosti (tj. vrednostjo Q). Za pridobitev vrednosti Q vezja je treba izhajati iz njegove definicije, da bi globlje razumeli pomen vrednosti Q in celovitejše razumevanje značilnosti resonančnih vezij. Pri proučevanju različnih resonančnih vezij je pogosto vključena vrednost faktorja kakovosti Q vezja. Kaj je torej vrednost Q? Spodaj bomo podali podrobno razpravo.
Prvotna definicija faktorja kakovosti je definirana z energijo, ki predstavlja pretvorbeno razmerje med energijami v vezju, to je učinkovitost shranjevanja energije vezja. Fizični pomen faktorja kakovosti je mogoče jasno izraziti iz definicije faktorja kakovosti energije, ki ima univerzalen pomen za različna vezja.
Za izračun faktorja kakovosti enostavnih RLC serijskih in vzporednih tokokrogov lahko neposredno uporabimo definicijsko formulo faktorja kakovosti v RLC serijskih in vzporednih tokokrogih, za nekoliko bolj zapletena RLC resonančna tokokroga pa te formule ne veljajo več. Najbolj primitivna definicija faktorja kakovosti, namreč definicija energije, mora biti faktor kakovosti katerega koli resonančnega kroga, ki ga je mogoče izračunati, vendar je lahko precej okorna.
Slika 1 prikazuje zaporedno resonančno vezje, sestavljeno iz kondenzatorja C, induktorja L ter upora puščanja kondenzatorja in omrežnega upora induktorja R. Kompleksna impedanca Z tega vezja je vsota kompleksnih impedanc treh komponent.
Slika 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
Upor R v zgornji enačbi je realni del kompleksnega števila, razlika med induktivno reaktanco in kapacitivno reaktanco pa je imaginarni del kompleksnega števila. Imaginarni del imenujemo reaktanca, ki jo predstavlja X, ω pa je kotna frekvenca uporabljenega signala.
Ko je X=0, je vezje v resonančnem stanju, kjer se induktivna in kapacitivna reaktanca medsebojno izničita, tj. namišljeni del v enačbi ⑴ je enak nič, kar ima za posledico minimalno impedanco v vezju. Zato je tok največji in tokokrog je zdaj čisto uporovno bremensko vezje, kjer sta napetost in tok v tokokrogu v fazi. Ko vezje resonira, je njegova kapacitivnost enaka njegovi induktivnosti, zato mora biti efektivna napetost na kondenzatorju in induktorju enaka,
Efektivna vrednost napetosti na kondenzatorju UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Faktor kakovosti Q=1/ω CR, kjer je I skupni tok vezja.
Efektivna vrednost napetosti na induktorju UL=ω LI=ω L * U/R=QU Faktor kakovosti Q=ω L/R
Ker UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Razmerje med napetostjo na kondenzatorju in uporabljeno signalno napetostjo U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Razmerje med napetostjo na induktorju in uporabljeno signalno napetostjo U UL/U=ω LI/RI=ω L/R=Q
Iz zgornje analize je razvidno, da višji kot je faktor kakovosti vezja, višja je napetost na induktorju ali kondenzatorju v primerjavi z uporabljeno napetostjo.
Zaključek
Energijska definicija faktorja kakovosti jasno izraža fizični pomen faktorja kakovosti in ima univerzalen pomen za različna vezja. Vendar ga je precej težko, celo težko, uporabiti za reševanje faktorja kakovosti bolj zapletenih resonančnih vezij. Opredelitev faktorja kakovosti zaporednih in vzporednih resonančnih tokokrogov je neposredno definirana z vidika parametrov tokokroga. Ta definicija je koristna za izračun faktorja kakovosti, vendar z vidika razumevanja ni tako jasna kot definicija energije faktorja kakovosti, zaradi česar je lažje videti njegov fizični pomen. Iz dokaza v prvem delu lahko vidimo, da lahko definicijo faktorja kakovosti zaporednih in vzporednih resonančnih krogov izpeljemo iz definicije energije faktorja kakovosti in da sta oba enaka drugemu. Enostavna formula za izračun faktorja kakovosti katerega koli resonančnega vezja, navedena v tem članku, je učinkovita za izpeljavo formule za izračun faktorja kakovosti različnih resonančnih vezij s pavšalnimi parametri, zlasti za bolj zapletena resonančna vezja. Dokler so pridobljeni ekvivalentni upor, induktivnost in kapacitivnost vezja v resonančnih pogojih, se lahko izračun faktorja kakovosti zaporednega resonančnega vezja neposredno uporabi za pridobitev faktorja kakovosti vezja. Ta metoda je enostavna in enostavna za implementacijo, zlasti za reševanje kompleksnih vezij, ki dokazuje veliko superiornost.