Qual é o fator de qualidade de um circuito ressonante? Wuhan UHV é especializada na produçãodispositivos ressonantes em série, com uma ampla gama de seleção de produtos e testes elétricos profissionais. Ao procurardispositivos ressonantes em série, escolha Wuhan UHV
Os circuitos ressonantes têm uma ampla gama de aplicações na tecnologia eletrônica As características de um circuito ressonante estão intimamente relacionadas ao seu fator de qualidade (ou seja, valor Q). Para obter o valor Q de um circuito, deve-se começar pela sua definição para ter uma compreensão mais profunda do significado do valor Q e uma compreensão mais abrangente das características dos circuitos ressonantes. Ao estudar vários circuitos ressonantes, o valor do fator de qualidade Q do circuito está frequentemente envolvido. Então, qual é o valor Q? Abaixo forneceremos uma discussão detalhada.
A definição original de fator de qualidade é definida por energia, que representa a relação de conversão entre energias em um circuito, ou seja, a eficiência de armazenamento de energia do circuito. O significado físico do fator de qualidade pode ser claramente expresso a partir da definição do fator de qualidade de energia, que tem significado universal para vários circuitos.
Para o cálculo do fator de qualidade de séries RLC simples e circuitos paralelos, podemos aplicar diretamente a fórmula de definição do fator de qualidade em séries RLC e circuitos paralelos, mas para circuitos ressonantes RLC um pouco mais complexos, essas fórmulas não são mais aplicáveis. A definição mais primitiva de fator de qualidade, nomeadamente a definição de energia, deve ser o fator de qualidade de qualquer circuito ressonante que possa ser calculado, mas pode ser bastante complicado.
A Figura 1 mostra um circuito ressonante em série que consiste em um capacitor C, um indutor L e uma resistência de vazamento do capacitor e uma resistência de linha do indutor R. A impedância complexa Z deste circuito é a soma das impedâncias complexas de três componentes.
Figura 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
A resistência R na equação acima é a parte real do número complexo, e a diferença entre a reatância indutiva e a reatância capacitiva é a parte imaginária do número complexo. Chamamos a parte imaginária de reatância, representada por X, e ω é a frequência angular do sinal aplicado.
Quando X=0, o circuito está em estado ressonante, onde a reatância indutiva e capacitiva se anulam, ou seja, a parte imaginária na equação ⑴ é zero, resultando na impedância mínima no circuito. Portanto, a corrente está no máximo e o circuito agora é um circuito de carga puramente resistivo, onde a tensão e a corrente no circuito estão em fase. Quando um circuito ressoa, sua capacitância é igual à sua indutância, portanto a tensão efetiva no capacitor e no indutor deve ser igual,
O valor efetivo da tensão no capacitor UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Fator de qualidade Q=1/ω CR, onde I é a corrente total do circuito.
Valor efetivo da tensão no indutor UL=ω LI=ω L * U/R=QU Fator de qualidade Q=ω L/R
Porque UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
A razão entre a tensão no capacitor e a tensão do sinal aplicada U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q A razão entre a tensão no indutor e a tensão do sinal aplicada U UL/U=ω LI/RI=ω L/R=Q
Pela análise acima, pode-se perceber que quanto maior o fator de qualidade do circuito, maior será a tensão no indutor ou capacitor em comparação com a tensão aplicada.
Conclusão
A definição energética do fator de qualidade expressa claramente o significado físico do fator de qualidade e tem significado universal para vários circuitos. Contudo, é bastante difícil, até mesmo difícil, utilizá-lo para resolver o fator de qualidade de circuitos ressonantes mais complexos. A definição do fator de qualidade de circuitos ressonantes em série e paralelo é definida diretamente da perspectiva dos parâmetros do circuito. Esta definição é benéfica para o cálculo do factor de qualidade, mas de uma perspectiva de compreensão, não é tão clara como a definição energética do factor de qualidade, tornando mais fácil ver o seu significado físico. A partir da prova da primeira parte, podemos ver que a definição do fator de qualidade dos circuitos ressonantes em série e paralelo pode ser derivada da definição de energia do fator de qualidade, e os dois são equivalentes entre si. A fórmula de cálculo simples para derivar o fator de qualidade de qualquer circuito ressonante fornecida neste artigo é eficaz para derivar a fórmula de cálculo do fator de qualidade de vários circuitos ressonantes de parâmetros concentrados, especialmente para circuitos ressonantes mais complexos. Desde que a resistência equivalente, indutância e capacitância do circuito sob condições de ressonância sejam obtidas, o cálculo do fator de qualidade do circuito ressonante em série pode ser aplicado diretamente para obter o fator de qualidade do circuito. Este método é simples e fácil de implementar, principalmente para resolução de circuitos complexos, demonstrando grande superioridade.