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1、串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)
諧振電路是由電感器和電容器組成的簡(jiǎn)單電路。在這樣的電路中,可能發(fā)生電流或 電壓波動(dòng)。這種諧振的諧振頻率由湯姆森公式確定。下面華天電力為大家介紹串聯(lián)諧振 電路的品質(zhì)因素。
這種LC諧振電路(CC)是諧振諧振電路的最簡(jiǎn)單示例。由串聯(lián)的電感器和電容器 組成。當(dāng)交流電流流過(guò)這樣一個(gè)電路,它的值是根據(jù)確定歐姆定律:1 = U / XZ,其中 X工是電感和電容的電抗的總和。
電容和電感的電抗對(duì)電壓頻率的依賴性,其公式如下所示:
從公式可以清楚地看出,隨著頻率的增加,電感的電抗增加。與線圈不同,在頻
率增加的電容器中,電抗降低。下圖顯示了電感器的電抗的圖形依賴性X大
2、號(hào)和電容X
C上的循環(huán)頻率3- 3,和的依賴性的曲線圖3上其代數(shù)和X二該圖顯示了由電容器
和電感組成的串聯(lián)諧振電路的總電抗的頻率依賴性。
X
0
Xc
該圖清楚地表明,在一定的頻率3 = 3 P,電感和電容的電抗值重合但符號(hào)相反,
電路的總電阻為零。在此頻率下,最大可能的電流將在電路中流動(dòng),僅受電感的歐姆損 耗(即線圈的有源電阻)和電流源的內(nèi)部有源電阻限制。這種現(xiàn)象發(fā)生的頻率稱為共振 頻率。此外,可以從該曲線圖中得出以下結(jié)論:在低于諧振頻率的頻率下,串聯(lián)QC的 電抗具有容性因子,而在較高的頻率下,它具有感性??梢允褂肨homson公式找到諧 振頻率,該公式可以很容易地從航
3、天器兩個(gè)組件的電抗公式導(dǎo)出,將它們的電抗等效為:
在下圖中,在具有一定幅度U的理想諧波電壓源中,顯示具有有效電阻損耗R的 串聯(lián)諧振電路的等效電路。阻抗,或它也被稱為電路的阻抗,來(lái)計(jì)算:Z =V(R2 + X 工2),其中X工=3L-1 /3C。在諧振頻率中,當(dāng)電抗壁紙X大號(hào)=3L和X c人=1 /3C是絕對(duì)值相等的值,X工它趨向于零,并且僅主動(dòng)角色,以及在電路中的電流來(lái)計(jì)
算由歐姆定律的電阻損耗的電源電壓幅度的比值:I = U / R因而在線圈和容器,其中
有能量的反應(yīng)性組分的供給滴相同的電壓,即U大號(hào)二u c人=IX大號(hào)二IX C。
在除諧振頻率之外的任何其他頻率上,電感
4、和電容上的電壓都不同-它們?nèi)Q于電 路中電流的幅值和面額模塊電抗X L和X C.串聯(lián)諧振電路中的Pototomu諧振稱為諧 振電壓。QC非常重要的特點(diǎn)也是它的特性阻抗p和品質(zhì)因數(shù)QC Q。波阻p被認(rèn)為是 在共振頻率兩種組分(L,C )的電抗:p二X大號(hào)二X C在3=3 p??梢酝ㄟ^(guò)以下公 式計(jì)算出波阻抗:p=V(L / C)波阻p被認(rèn)為是電路無(wú)功分量存儲(chǔ)的能量估計(jì)的定量 度量-W L = (LI 2)/ 2和W C = (CU 2)/ 2。在一段時(shí)間內(nèi),由QC的電抗元件存 儲(chǔ)的能量與電阻損耗的能量之比稱為Q QC的Q因子。諧振電路的品質(zhì)因數(shù)是一個(gè)值, 該值確定諧振的幅頻特性的幅度和寬度,并指示QC中存儲(chǔ)的能量大于單個(gè)諧振周期的 能量損失的次數(shù)。品質(zhì)因數(shù)并且還允許有源電阻ro對(duì)于RLC電路中的串聯(lián)QC,其中 所有三個(gè)無(wú)源元件都串聯(lián)連接,其品質(zhì)因數(shù)可通過(guò)以下表達(dá)式計(jì)算:
其中R丄和C是QC諧振電路的電阻,電感和電容。物理學(xué)家稱品質(zhì)因數(shù)d = 1
/ Q的倒數(shù)就是QC的衰減。為了確定通常的Q因子是用于表達(dá)Q =p/ R,其中[R是
的歐姆損耗的電阻QA , QC表征有功損耗P = I 2 - [R。大多數(shù)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)
從幾個(gè)單位到數(shù)百個(gè)甚至更高。諸如壓電或石英諧振器之類的諧振系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)可以
為數(shù)千甚至更高。