串聯(lián)諧振品質(zhì)因素
發(fā)布時(shí)間:2020-06-10 14:25:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
串聯(lián)諧振品質(zhì)因數中的品質(zhì)因數是電學(xué)和磁學(xué)的量。表示一個(gè)儲能器件(如電感線(xiàn)圈、電容等)、諧振電路中所儲能量同每周期損耗能量之比的一種質(zhì)量指標;串聯(lián)諧振回路中電抗元件的Q值等于它的電抗與其等效串聯(lián)電阻的比值;元件的Q值愈大,用該元件組成的電路或網(wǎng)絡(luò )的選擇性愈佳。
串聯(lián)諧振品質(zhì)因數計算
對于無(wú)輻射系統,如Z=R+jX,則Q =|X|/R。SI單位:1(一)。Q=無(wú)功功率/有功功率,串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數為串聯(lián)諧振回路的特性阻抗與回路電阻之比。在串聯(lián)電路中,電路的品質(zhì)因數Q有兩種測量方法,一是根據公式 Q=UL/U0=Uc/U0測定,Uc與UL分別為諧振時(shí)電容器C與電感線(xiàn)圈L上的電壓;另一種方法是通過(guò)測量諧振曲線(xiàn)的通頻帶寬度△f=f2-f1,再根據Q=f0/(f2-f1)求出Q值。式中f0為諧振頻率,f2與f1是失諧時(shí),亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的1/√2(=0.707)倍時(shí)的上、下頻率點(diǎn)。Q值越大,曲線(xiàn)越尖銳,通頻帶越窄,電路的選擇性越好。在恒壓源供電時(shí),電路的品質(zhì)因數、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數,與信號源無(wú)關(guān)。1是一串聯(lián)諧振電路,它由電容C、電感L和由電容的漏電阻與電感的線(xiàn)電阻R所組成。此電路的復數阻抗Z為三個(gè) 元件的復數阻抗之和。
串聯(lián)諧振品質(zhì)因數公式推導圖
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴是一串聯(lián)諧振電路,它由電容C、電感L和由電容的漏電阻與電感的線(xiàn)電阻R所組成。此電路的復數阻抗Z為三個(gè) 元件的復數阻抗之和。
上式電阻R是復數的實(shí)部,感抗與容抗之差是復數的虛部,虛部我們稱(chēng)之為電抗用X表示, ω是外加信號的角頻率。當X=0時(shí),電路處于諧振狀態(tài),此時(shí)感抗和容抗相互抵消了,即式⑴中的虛部為零,于是電路中的阻抗最小。因此電流最大,電路此時(shí)是一個(gè)純電阻性負載電路,電路中的電壓與電流同相。電路在諧振時(shí)容抗等于感抗,所以電容和電感上兩端的電壓有效值必然相等,電容上的電壓有效值UC=I*1/ωC=U/ωCR=QU 品質(zhì)因數Q=1/ωCR,這里I是電路的總電流。
電感上的電壓有效值UL=ωLI=ωL*U/R=QU 品質(zhì)因數Q=ωL/R
因為:UC=UL 所以Q=1/ωCR=ωL/R
電容上的電壓與外加信號電壓U之比UC/U= (I*1/ωC)/RI=1/ωCR=Q
電感上的電壓與外加信號電壓U之比UL/U= ωLI/RI=ωL/R=Q
從上面分析可見(jiàn),電路的品質(zhì)因數越高,電感或電容上的電壓比外加電壓越高。
電路的選擇性:圖1電路的總電流I=U/Z=U/[R2+(ωL-1/ωC)2]1/2=U/[R2+(ωLω0/ω0-ω0/ωCω0)2]1/2 ω0是電路諧振時(shí)的角頻率。當電路諧振時(shí)有:ω0L=1/ω0C
所以I=U/{R2+[ω0L(ω/ω0-ω0/ω)]2}1/2= U/{R2+[R2(ω0L/R)2](ω/ω0-ω0/ω)2}1/2= U/R[1+Q2(ω/ω0-ω0/ω)2]1/2
因為電路諧振時(shí)電路的總電流I0=U/R,所以I=I0/[1+Q2(ω/ω0-ω0/ω)2]1/2有:I/I0=1/[1+Q2(ω/ω0-ω0/ω)2]1/2作此式的函數曲線(xiàn)。設(ω/ω0-ω0/ω)2=Y
曲線(xiàn)如圖2所示。這里有三條曲線(xiàn),對應三個(gè)不同的Q值,其中有Q1>Q2>Q3。從圖中可看出當外加信號頻率ω偏離電路的諧振頻率ω0時(shí), I/I0均小于1。Q值越高在一定的頻偏下電流下降得越快,其諧振曲線(xiàn)越尖銳。也就是說(shuō)電路的選擇性是由電路的品質(zhì)因數Q所決定的,Q值越高選擇性越好。
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