電感Q值定義
電感Q值:也叫電感的品質因素,是衡量電感器件的主要參數。是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時,所呈現的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高,其損耗越小,效率越高。
電感Q值的高低的功用
Q值過大,引起電感燒毀,電容擊穿,電路振盪。
Q很大時,將有VL=VC>>V的現象出現。這種現象在電力系統中,往往導致電感器的絕緣和電容器中的電介質被擊穿,造成損失。所以在電力系統中應該避免出現諧振現象。而在一些無線電設備中,卻常利用諧振的特性,提高微弱信號的幅值。
電感Q值的換算
品質因數又可寫成Q=2pi*電路中存儲的能量/電路一個周期內消耗的能量
通頻帶BW與諧振頻率w0和品質因數Q的關係為:BW=wo/Q,表明,Q大則通頻帶窄,Q小則通頻頻寬。
Q=wL/R=1/wRC
其中:
Q是品質因素
w是電路諧振時的電源頻率
L是電感
R是串的電阻
C是電容
Q值是品質因素,它是有用功與總功只比
影響電感Q值的因素
電感器品質因數的高低與線圈導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗及鐵心、禁止罩等引起的損耗等有關。
也有人把電感的Q值特意降低的,目的是避免高頻諧振/增益過大。降低Q值的辦法可以是增加繞組的電阻或使用功耗比較大的磁芯.
Q值一般統稱品質因數,它是衡量一個元件或諧振迴路性能的一個無量綱單位。簡單地說是理想元件與元件中存在的損耗的比值。這個元件可以是電感、電容、介質諧振器、聲表面波諧振器、晶體諧振器或LC諧振器。Q值的大小取決於實際套用,並不是越大越好。例如,如果設計一個寬頻濾波器,過高的Q值如果不採取其他措施,將使帶內平坦度變壞。在電源退耦電路中採用LC退耦套用時高Q值的電感和電容極容易產生自諧振狀態,這樣反倒不利於消除電源中的干擾噪聲。反過來,對於振盪器我們希望有較高的Q值,Q值越高對振盪器的頻率穩定度和相位噪聲越有利。對不同的套用對Q值有不同的要求。
元件的品質因數,即Q值的大小取決於元件的製作工藝、製作材料以及套用環境。例如,同樣一個電感,如果其他參數不變,僅改變繞制電感導線的粗細,則導線粗的電感Q值要比導線細的電感Q值高。如果再在導線上鍍銀,則鍍銀導線所繞制的電感要比不鍍銀導線繞制的電感Q值高。至於介質諧振器其Q值更是取決於構成介質諧振器材料和製作工藝。
Q值的大小還與工作頻率有關。一般的電感隨著頻率的變高其Q值也會增高。但它有一個極限,當超過這個極限頻率點後電感的Q值要陡然下降,這個電感就失去了電感的作用。在這點上介質諧振器、聲表面波諧振器和晶體諧振器更為明顯。當工作頻率偏離他們的諧振頻率後,其Q值將急劇下降,同時他們也將不能工作。
品質因數描述了迴路的儲能與它一周耗能之比。
因為同頻帶與品質因數之積為迴路的諧振頻率。所以,在保證諧振點的情況下品質因數與通頻帶的寬窄是一對矛盾。所以不能說品質因數越高越好,還要看對頻帶的要求的
Q值越大,諧振的通頻帶就越窄,也就是包含的頻率範圍更窄,如果需要寬一點的通頻帶,Q值越小越好。
在選頻電路(選用某一頻率)、阻波電路(阻止某一頻率)、吸收電路(衰減某一頻率)、陷波電路(去掉某一頻率)中都是利用或者去掉某一個頻率f,此時Q值越大越好,這是利用諧振電路在諧振時的頻率f,當LC並聯諧振電路發生諧振時,電路阻抗最大,相當於斷路,使頻率為f的頻率信號不能通過,達到阻止此信號的目的。當LC串聯諧振電路發生諧振時,阻抗最小,相當與短路,此時頻率為f的頻率很容易通過,而其它的信號頻率被阻止,就能達到選頻的目的。