Mis on resonantsahela kvaliteeditegur? Wuhan UHV on spetsialiseerunud tootmiseleseeria resonantsseadmed, millel on lai valik tootevalikut ja professionaalne elektrikatsetus. Kui otsitakseseeria resonantsseadmed, valige Wuhan UHV
Resonantsahelatel on elektroonikatehnoloogias lai kasutusala Resonantsahela omadused on tihedalt seotud selle kvaliteediteguriga (st Q väärtusega) Ahela Q väärtuse saamiseks tuleks alustada selle definitsioonist, et saada sügavam arusaam Q väärtuse tähendusest ja terviklikum arusaam resonantsahelate omadustest. Erinevate resonantsahelate uurimisel on sageli kaasatud ahela kvaliteediteguri Q väärtus. Mis on siis Q väärtus? Allpool anname üksikasjaliku arutelu.
Kvaliteediteguri algne definitsioon on määratletud energiaga, mis esindab ahela energiate vahelist muundussuhet, st ahela energia salvestamise efektiivsust. Kvaliteediteguri füüsikalise tähenduse saab selgelt väljendada energiakvaliteediteguri definitsioonist, millel on universaalne tähendus erinevate vooluahelate jaoks.
Lihtsate RLC jada- ja paralleelahelate kvaliteediteguri arvutamiseks saame otseselt rakendada kvaliteediteguri definitsiooni valemit RLC jada- ja paralleelahelates, kuid veidi keerulisemate RLC resonantsahelate puhul need valemid enam ei kehti. Kvaliteediteguri kõige primitiivsem määratlus, nimelt energia määratlus, peab olema iga arvutatava resonantsahela kvaliteeditegur, kuid see võib olla üsna tülikas.
Joonisel 1 on kujutatud jadaresonantsahel, mis koosneb kondensaatorist C, induktiivpoolist L ning kondensaatori lekketakistusest ja induktiivpooli R liinitakistusest. Selle ahela komplekstakistus Z on kolme komponendi komplekstakistuste summa.
Joonis 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
Takistus R ülaltoodud võrrandis on kompleksarvu reaalosa ning erinevus induktiivse ja mahtuvusliku reaktantsi vahel on kompleksarvu kujuteldav osa. Me nimetame kujuteldavat osa reaktantsiks, mida tähistab X, ja ω on rakendatud signaali nurksagedus.
Kui X=0 on vooluahel resonantsseisundis, kus induktiivne ja mahtuvuslik reaktants välistavad teineteist, st kujuteldav osa võrrandis ⑴ on null, mille tulemuseks on minimaalne impedants ahelas. Seetõttu on vool maksimaalne ja ahel on nüüd puhtalt takistuslik koormusahel, kus ahela pinge ja vool on faasis. Kui ahel resoneerub, on selle mahtuvus võrdne selle induktiivsusega, seega peab kondensaatori ja induktiivpooli efektiivne pinge olema võrdne,
Kondensaatori pinge efektiivne väärtus UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Kvaliteeditegur Q=1/ω CR, kus I on ahela koguvool.
Induktiivpooli pinge efektiivne väärtus UL=ω LI=ω L * U/R=QU Kvaliteeditegur Q=ω L/R
Kuna UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Kondensaatoril oleva pinge suhe rakendatud signaalipingesse U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Induktiivpooli pinge suhe rakendatud signaalipingesse U UL/U=ω LI/RI{{5}{}{6}/QR
Ülaltoodud analüüsist on näha, et mida kõrgem on ahela kvaliteeditegur, seda suurem on pinge induktiivpoolil või kondensaatoril võrreldes rakendatava pingega.
Järeldus
Kvaliteediteguri energiamääratlus väljendab selgelt kvaliteediteguri füüsilist tähendust ja omab universaalset tähendust erinevate vooluahelate jaoks. Keerulisemate resonantsahelate kvaliteediteguri lahendamiseks on seda aga üsna raske, isegi raske kasutada. Jada- ja paralleelresonantsahelate kvaliteediteguri määratlus on otseselt määratletud ahela parameetrite vaatenurgast. See määratlus on kasulik kvaliteediteguri arvutamisel, kuid mõistmise seisukohast ei ole see nii selge kui kvaliteediteguri energiamääratlus, mistõttu on lihtsam näha selle füüsilist tähendust. Esimese osa tõestusest näeme, et jada- ja paralleelresonantsahelate kvaliteediteguri määratluse saab tuletada kvaliteediteguri energiamääratlusest ja need kaks on üksteisega samaväärsed. Selles artiklis esitatud lihtne arvutusvalem mis tahes resonantsahela kvaliteediteguri tuletamiseks on tõhus erinevate koondunud parameetrite resonantsahelate kvaliteediteguri arvutamise valemi tuletamiseks, eriti keerukamate resonantsahelate puhul. Kuni resonantsitingimustes saavutatakse ahela ekvivalentne takistus, induktiivsus ja mahtuvus, saab järjestikuse resonantsahela kvaliteediteguri arvutamist otse rakendada, et saada ahela kvaliteeditegurit. See meetod on lihtne ja hõlpsasti rakendatav, eriti keeruliste vooluahelate lahendamiseks, mis näitab suurt paremust.