Qual è il fattore di qualità di un circuito risonante? Wuhan UHV è specializzata nella produzionedispositivi risonanti in serie, con un'ampia gamma di selezione di prodotti e test elettrici professionali. Quando cerchidispositivi risonanti in serie, scegli Wuhan UHV
I circuiti risonanti hanno una vasta gamma di applicazioni nella tecnologia elettronica. Le caratteristiche di un circuito risonante sono strettamente correlate al suo fattore di qualità (cioè valore Q). Per ottenere il valore Q di un circuito, si dovrebbe partire dalla sua definizione per avere una comprensione più profonda del significato del valore Q e una comprensione più completa delle caratteristiche dei circuiti risonanti. Quando si studiano vari circuiti risonanti, spesso viene coinvolto il valore del fattore di qualità Q del circuito. Allora qual è il valore Q? Di seguito forniremo una discussione dettagliata.
La definizione originale di fattore di qualità è definita dall'energia, che rappresenta la relazione di conversione tra le energie in un circuito, ovvero l'efficienza di accumulo dell'energia del circuito. Il significato fisico del fattore di qualità può essere chiaramente espresso dalla definizione di fattore di qualità energetica, che ha un significato universale per vari circuiti.
Per il calcolo del fattore di qualità di semplici circuiti RLC in serie e in parallelo, possiamo applicare direttamente la formula di definizione del fattore di qualità nei circuiti RLC in serie e in parallelo, ma per i circuiti risonanti RLC leggermente più complessi queste formule non sono più applicabili. La definizione più primitiva di fattore di qualità, vale a dire la definizione di energia, deve essere il fattore di qualità di qualsiasi circuito risonante che possa essere calcolato, ma può essere piuttosto complicata.
La Figura 1 mostra un circuito risonante in serie costituito da un condensatore C, un induttore L e una resistenza di dispersione del condensatore e una resistenza di linea dell'induttore R. L'impedenza complessa Z di questo circuito è la somma delle impedenze complesse di tre componenti.
Figura 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
La resistenza R nell'equazione precedente è la parte reale del numero complesso e la differenza tra la reattanza induttiva e la reattanza capacitiva è la parte immaginaria del numero complesso. Chiamiamo la parte immaginaria reattanza, rappresentata da X, e ω è la frequenza angolare del segnale applicato.
Quando X=0, il circuito è in uno stato risonante, dove la reattanza induttiva e capacitiva si annullano a vicenda, ovvero la parte immaginaria nell'equazione ⑴ è zero, risultando nell'impedenza minima nel circuito. Pertanto, la corrente è al massimo e il circuito è ora un circuito di carico puramente resistivo, in cui la tensione e la corrente nel circuito sono in fase. Quando un circuito risuona, la sua capacità è uguale alla sua induttanza, quindi la tensione effettiva ai capi del condensatore e dell'induttore deve essere uguale,
Il valore effettivo della tensione sul condensatore UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Fattore di qualità Q=1/ω CR, dove I è la corrente totale del circuito.
Valore efficace della tensione sull'induttore UL=ω LI=ω L * U/R=QU Fattore di qualità Q=ω L/R
Perché UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Il rapporto tra la tensione sul condensatore e la tensione del segnale applicato U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Il rapporto tra la tensione sull'induttore e la tensione del segnale applicato U UL/U=ω LI/RI=ω L/R=Q
Dall'analisi di cui sopra si può vedere che maggiore è il fattore di qualità del circuito, maggiore è la tensione sull'induttore o sul condensatore rispetto alla tensione applicata.
Conclusione
La definizione energetica del fattore di qualità esprime chiaramente il significato fisico del fattore di qualità e ha un significato universale per vari circuiti. Tuttavia, è abbastanza difficile, addirittura difficile, usarlo per risolvere il fattore qualità di circuiti risonanti più complessi. La definizione del fattore di qualità dei circuiti risonanti in serie e in parallelo è definita direttamente dal punto di vista dei parametri del circuito. Questa definizione è utile per calcolare il fattore di qualità, ma da un punto di vista comprensivo non è così chiara come la definizione energetica del fattore di qualità, rendendo più facile vederne il significato fisico. Dalla dimostrazione della prima parte, possiamo vedere che la definizione del fattore di qualità dei circuiti risonanti in serie e parallelo può essere derivata dalla definizione energetica del fattore di qualità, ed i due sono equivalenti tra loro. La semplice formula di calcolo per derivare il fattore di qualità di qualsiasi circuito risonante fornita in questo articolo è efficace per derivare la formula di calcolo del fattore di qualità di vari circuiti risonanti a parametri concentrati, in particolare per circuiti risonanti più complessi. Finché si ottengono resistenza, induttanza e capacità equivalenti del circuito in condizioni di risonanza, il calcolo del fattore di qualità del circuito risonante in serie può essere applicato direttamente per ottenere il fattore di qualità del circuito. Questo metodo è semplice e facile da implementare, soprattutto per risolvere circuiti complessi, dimostrando una grande superiorità.