共振Q值-品质因数
- 格式:pdf
- 大小:135.52 KB
- 文档页数:3
关于电感的Q值,品质因数Q值;是衡量电感器件的主要参数。
是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。
电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。
电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。
也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大。
降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡。
Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现。
这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失。
所以在电力系统中应该避免出现谐振现象。
而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值。
品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=wo/Q,表明,Q大则通频带窄,Q小则通频带宽。
Q=wL/R=1/wRC其中:Q是品质因素w是电路谐振时的电源频率L是电感R是串的电阻C是电容高压谐振变压器的研究摘要:论述了谐振变压器的原理,设计方法及研制中应注意的几个问题,并通过计算值与实测值对比的方法证明了文中计算公式的精确性和实用性。
关键词:谐振变压器电感电容品质因数1 前言随着电力电子技术的发展,采用高压谐振技术对大容量电气设备进行工频耐压试验已经成为可能,目前已被广泛用于电缆,电容器、发电机等具有大电容的电力设备的交流试验。
原理是通过调节铁心磁路的气隙长度,得到连续变化的电感L,使其与被试品对地电容C发生谐振。
本文以一台150kVA试验装置为模型,阐述高压谐振变压器的原理与有关参数的计算。
2 谐振变压器原理2.1 结构特征谐振变压器的铁心可以做成两种不同的结构:壳式和心式。
心式铁心变压器在一系列主要指标方面不如壳式铁心变压器,其重量和外型尺寸较大,调节气隙的传动机构比较复杂。
品质因数-Q值的物理意义及其计算方法1、Q值的定义:Q值是衡量电感器件的主要参数.是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比.电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高.电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关.也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大.降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡.Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现.这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值.品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=wo/Q,表明,Q大则通频带窄,Q小则通频带宽.Q=wL/R=1/wRC其中:Q是品质因素w是电路谐振时的角频率(2πf)L是电感R是串的电阻C是电容结合自己的实践,对上面进行一下补充由于在天线端都是采用的是RLC并联谐振电路,是在正弦电流激励下工作的所以在计算电感的品质因数Q值时,R值为整个谐振电路的等效阻值,在计算时候要注意下面的是一个案例,很有指导意义!!!!For optimum performance the antenna Q should not exceed 20 and to achievereliable tuning at 125kHz the antenna inductance should be around 700uH. HigherQ and inductance values will still function but with a reduced range andperformance.The formula for calculating Q = 2*pi*fL / Rant = 549 / Rantwhere f = Resonant frequency, 125 kHz, L = Antenna inductance, 700uHRant = Overall antenna resistance = Rdriver + Ra + (Rcu + Rrf)pi = 3.14159 etcRdriver = 3.5 R (from IC spec) and Ra = 22 R (series resistor in antenna loop)Rcu = Resistance of Copper (coil and cable) andRrf = RF resistive component (eddy current losses etc)By measurement at 125kHz, (Rcu + Rrf) = approx 6RTherefore Rant = 3.5 + 22 + 6 = 31.5 Ohms, Q = 549 / 31.5 = 17Max peak antenna current (with 22R series resistor),Iant max = 4Vdd / pi*Rant = 20 / pi*31.5 = 200maMax peak antenna voltage, Uant max = Iant max . (2*pi*fL) = 110v1.电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。
品质因数-Q值的物理意义及其计算方法1、Q值的定义:Q值是衡量电感器件的主要参数.是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比.电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高.电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关.也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大.降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡.Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现.这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值.品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=wo/Q,表明,Q大则通频带窄,Q小则通频带宽.Q=wL/R=1/wRC其中:Q是品质因素w是电路谐振时的角频率(2πf)L是电感R是串的电阻C是电容结合自己的实践,对上面进行一下补充由于在天线端都是采用的是RLC并联谐振电路,是在正弦电流激励下工作的所以在计算电感的品质因数Q值时,R值为整个谐振电路的等效阻值,在计算时候要注意下面的是一个案例,很有指导意义!!!!For optimum performance the antenna Q should not exceed 20 and to achievereliable tuning at 125kHz the antenna inductance should be around 700uH. HigherQ and inductance values will still function but with a reduced range andperformance.The formula for calculating Q = 2*pi*fL / Rant = 549 / Rantwhere f = Resonant frequency, 125 kHz, L = Antenna inductance, 700uHRant = Overall antenna resistance = Rdriver + Ra + (Rcu + Rrf)pi = 3.14159 etcRdriver = 3.5 R (from IC spec) and Ra = 22 R (series resistor in antenna loop)Rcu = Resistance of Copper (coil and cable) andRrf = RF resistive component (eddy current losses etc)By measurement at 125kHz, (Rcu + Rrf) = approx 6RTherefore Rant = 3.5 + 22 + 6 = 31.5 Ohms, Q = 549 / 31.5 = 17Max peak antenna current (with 22R series resistor),Iant max = 4Vdd / pi*Rant = 20 / pi*31.5 = 200maMax peak antenna voltage, Uant max = Iant max . (2*pi*fL) = 110v1.电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。
品质因数(Q 值)一、Q 值的定义品质因子或Q 因子,表示振子阻尼性质的物理量,也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小, 高Q 因子表示振子能量损失的速率较慢,振动可持续较长的时间。
注:阻尼(damping )是指任何振动系统在振动中,由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性!① 在共振系统中:Q 因子可定义为在一系统的共振频率下,当信号振幅不随时间变化时,系统储存能量和每个周期外界所提供能量的比例(此时系统储存能量也不随时间变化)。
② 在阻尼特性中:Q 因子可决定一个简单阻尼谐振子的量化特性。
③ 在物理学中:Q 因子等于乘以系统储存的总能量,除以单一周期损失的能量,也可以表示为系统储存的总能量和单位弪度损失能量的的比值。
是比较系统振幅衰减的时间常数和振荡周期后的结果。
当Q 因子数值较大时,Q 因子可近似为系统从开始振荡起,一直到其能量剩下原来的(约1/535或0.2%),中间历经的振荡次数。
④ 在电子共振系统而言,Q 因子表示电阻的影响。
⑤ 在力学系统中:Q 因子表示简化的黏滞阻尼或阻力对系统的影响,其中的阻尼力(或阻力)和速度成正比。
⑥ ......二、 例子——RLC 谐振电路的Q 值1. 概述是指在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比,U U U U CR R LQ CL ====001ωω;2. 意义由公式可得,UL=QU ,所以在电力系统中为了防止电感电容被击穿,会避免发生谐振,避免Q 值过高,但是在电子技术中,可利用谐振特性,提高信号幅值或滤波等;3.优点Q 值越高,其损耗越小,效率越高;选频特性越好,通带越窄。
三、其他电路的Q值,以后接触到了再说...。
品质因数-Q值的物理意义及其计算方法1、Q值的定义:Q值是衡量电感器件的主要参数.是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比.电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高.电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关.也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大.降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡.Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现.这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值.品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=wo/Q,表明,Q大则通频带窄,Q小则通频带宽.Q=wL/R=1/wRC其中:Q是品质因素w是电路谐振时的角频率(2πf)L是电感R是串的电阻C是电容结合自己的实践,对上面进行一下补充由于在天线端都是采用的是RLC并联谐振电路,是在正弦电流激励下工作的所以在计算电感的品质因数Q值时,R值为整个谐振电路的等效阻值,在计算时候要注意下面的是一个案例,很有指导意义!!!!For optimum performance the antenna Q should not exceed 20 and to achievereliable tuning at 125kHz the antenna inductance should be around 700uH. HigherQ and inductance values will still function but with a reduced range andperformance.The formula for calculating Q = 2*pi*fL / Rant = 549 / Rantwhere f = Resonant frequency, 125 kHz, L = Antenna inductance, 700uHRant = Overall antenna resistance = Rdriver + Ra + (Rcu + Rrf)pi = 3.14159 etcRdriver = 3.5 R (from IC spec) and Ra = 22 R (series resistor in antenna loop)Rcu = Resistance of Copper (coil and cable) andRrf = RF resistive component (eddy current losses etc)By measurement at 125kHz, (Rcu + Rrf) = approx 6RTherefore Rant = 3.5 + 22 + 6 = 31.5 Ohms, Q = 549 / 31.5 = 17Max peak antenna current (with 22R series resistor),Iant max = 4Vdd / pi*Rant = 20 / pi*31.5 = 200maMax peak antenna voltage, Uant max = Iant max . (2*pi*fL) = 110v1.电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。
llc电路的品质因数LLC电路的品质因数是衡量电路性能的重要指标之一。
品质因数,也称为谐振峰的品质因数或Q值,是指电路在谐振频率附近的能量储存和能量损耗之比。
它反映了电路的共振锐度和能量传递效率。
LLC电路是一种常用于电源和变换器中的谐振电路,其品质因数的大小直接影响着电路的性能和效率。
LLC电路的品质因数与电路的谐振频率有关。
品质因数越大,说明电路在谐振频率附近的能量损耗越小,能量传递效率越高。
因此,在设计LLC电路时,需要合理选择电感、电容和谐振频率,以使品质因数达到所期望的值。
通过优化电路参数,可以实现更高的品质因数,提高电路的性能。
LLC电路的品质因数还与电路的损耗相关。
在实际电路中,电感元件、电容元件以及电阻等都会引入一定的损耗。
这些损耗会导致电路的品质因数降低,能量传递效率下降。
因此,在设计LLC电路时,需要尽量减小损耗,提高品质因数。
通过选择低损耗的材料和优化电路结构,可以降低电路的损耗,提高品质因数。
LLC电路的品质因数还与电路的稳定性有关。
品质因数越大,说明电路的共振锐度越高,对外部干扰的抵抗能力越强。
在实际应用中,电路往往会受到来自电源和负载的干扰。
如果电路的品质因数较低,容易发生共振失调,导致电路不稳定甚至无法正常工作。
因此,在设计LLC电路时,需要考虑到电路的稳定性,选择合适的品质因数。
LLC电路的品质因数还与电路的动态响应有关。
品质因数越大,说明电路的共振峰越尖锐,对输入信号的响应越快。
在电源和变换器中,快速响应能够提高电路的动态性能,减小输出波形的失真。
因此,在设计LLC电路时,需要考虑到电路的动态响应,选择合适的品质因数。
LLC电路的品质因数是衡量电路性能的重要指标之一。
品质因数的大小直接影响着电路的共振锐度、能量传递效率、稳定性和动态响应。
在设计LLC电路时,需要综合考虑这些因素,选择合适的电路参数,以使品质因数达到所期望的值。
通过优化电路结构和降低损耗,可以提高品质因数,提高电路的性能和效率。
喇叭的品质因数与声顺比对照表喇叭的品质因数和声顺比是影响音质的两个重要因素。
品质因
数越高,表示喇叭的音质越好,而声顺比则是指声音的平衡程度。
下面是喇叭的品质因数和声顺比对照表:
1. 品质因数
品质因数是喇叭的标准参数之一,通常用Q值表示。
Q值是指
喇叭的谐振峰和谐振峰宽度之比,也称为谐振品质因数。
一般来说,Q值越高,喇叭的音质越好,但也会导致过度谐振和共振问题。
因此,合适的Q值对于喇叭的整体性能非常重要。
在实际应用中,Q值通常介于0.3和1.2之间,对于不同类型的喇叭,应选择相应的Q值以获得最佳的音质和功率输出。
例如,
低音炮需要较高的Q值以获得更好的低频响应,而超高音喇叭则
需要较低的Q值以避免共振问题。
2. 声顺比
声顺比是指输出声音的高低频平衡情况,通常用dB表示。
如
果喇叭音量在所有频率范围内都相同,那么声顺比就是0 dB。
如
果喇叭在某些频率范围内更响亮,那么声顺比将变为负数,越小
表示高频越强。
在制造喇叭时,声顺比的平衡是非常重要的,因为不平衡的声
音会导致听感不协调,影响听觉的舒适度。
一般来说,高质量的
喇叭具有更平衡的声顺比,而低质量的喇叭则更容易出现声顺比
不平衡的问题。
当然,在实际使用中,也可以用音频处理器等设备来调整声顺比,以获得更准确和漂亮的音效。
总的来说,喇叭的品质因数和声顺比都是影响音质的重要因素。
在制造和使用喇叭时,应注意选择合适的品质因数和平衡的声顺比,以获得最佳的音质效果。
解读什么是谐振电路的品质因数(Q值)
解读什么是谐振电路的品质因数(Q值)
在研究各种谐振电路时,常常涉及到电路的品质因素Q 值的问题,那末什么是Q 值呢?下面我们作详细的论述。
1 是一串联谐振电路,它由电容C、电感L 和由电容的漏电阻与电感的线电阻R 所组成。
此电路的复数阻抗Z 为三个元件的复数阻抗之和。
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC)⑴
上式电阻R 是复数的实部,感抗与容抗之差是复数的虚部,虚部我们称之为电抗用X 表示,ω是外加信号的角频率。
当X=0 时,电路处于谐振状态,此时感抗和容抗相互抵消了,即式⑴中的虚部为零,于是电路中的阻抗最小。
因此电流最大,电路此时是一个纯电阻性负载电路,电路中的电压与电流同相。
电路在谐振时容抗等于感抗,所以电容和电感上两端的电压有效值必然相等,电容上的电压有效值UC=I*1/ωC=U/ωCR=QU 品质因素Q=1/ωCR,这里I 是电路的总电流。
电感上的电压有效值UL=ωLI=ωL*U/R=QU 品质因素Q=ωL/R
因为:UC=UL 所以Q=1/ωCR=ωL/R
电容上的电压与外加信号电压U 之比UC/U= (I*1/ωC)/RI=1/ωCR=Q
感上的电压与外加信号电压U 之比UL/U=
ωLI/RI=ωL/R=Q
从上面分析可见,电路的品质因素越高,电感或电容上的电压比外加电压越高。
散射峰的品质因子
散射峰的品质因子(Quality Factor,Q值)是描述共振系统衰减和能量存储能力的参数。
在光学和声学领域,品质因子是评估共振器的能量损失和频率响应特性的重要指标。
品质因子Q可以通过以下公式计算:
Q = ω0/Δω
其中,ω0是共振频率,Δω是共振峰位于谱线半高全宽(Full Width Half Maximum,FWHM)位置的频率范围。
品质因子的值越大,表示共振峰越尖锐、能量损失越小、衰减越慢,系统的稳定性和灵敏度越高。
与之相对,品质因子较小则表示共振峰较宽,能量损失较大,系统的稳定性和灵敏度较低。
在实际应用中,品质因子通常与共振器的损耗相关,即损耗越小,品质因子越大。
品质因子也可以通过共振器的响应时间常数和存储器的能量处理来描述。
总之,品质因子是描述共振系统衰减和能量存储能力的重要参数,具有非常广泛的应用于光学、声学以及其他共振系统中。
串联谐振电路Q值计算公式详解谐振电路是电子电路中常见的一类电路,它具有良好的谐振特性,广泛应用于无线电、通信、计算机网络等领域。
其中,串联谐振电路
是较为常见的一种类型,本文将详细介绍串联谐振电路Q值计算公式。
首先,需要明确什么是Q值。
Q值是指谐振电路中能量储存和能量损耗的一个比值,也称为品质因数。
它是刻画电路谐振能力、选择性、品质以及能量储存和损耗的重要指标。
对于串联谐振电路,Q值的计算可以通过以下公式得到:
Q = XL / R
其中,XL表示电感的阻抗,R表示电路中的电阻。
这个公式的推
导过程可以用LC串联谐振电路为例。
假设谐振电路中有一个电感L和一个电容C串联,其总阻抗为Z。
则有以下公式成立:
Z = XL - XC = jωL - 1 / (jωC)
其中,j为虚数单位,ω为角频率。
在谐振频率ωr处,电感的阻抗等于电容的阻抗,即:
ωrL = 1 / (ωrC)
解得:
ωr = 1 / (√(LC))
此时,谐振电路的总阻抗为:
Zr = j√(L / C)
因此,Q值可以表示为:
Q = XL / R = ωrL / R = R / (ωrC)
由此,我们可以得出串联谐振电路Q值计算公式。
需要注意的是,在实际电路中,电感和电容的电阻不可忽略,因此可以通过加入串联
电阻的方式来修正公式。
综上所述,串联谐振电路Q值计算公式是一种重要的电路设计方法,通过理论计算可以为实际电路的设计和调试提供重要参考。