فاکتور کیفیت مدار تشدید چیست؟ ووهان UHV در تولید تخصص دارددستگاه های رزونانس سری، با طیف گسترده ای از انتخاب محصول و تست برق حرفه ای. وقتی به دنبالدستگاه های رزونانس سری، ووهان UHV را انتخاب کنید
مدارهای رزونانسی کاربردهای گسترده ای در فناوری الکترونیک دارند ویژگی های مدار تشدید با ضریب کیفیت آن (یعنی مقدار Q) ارتباط نزدیکی دارد. هنگام مطالعه مدارهای رزونانس مختلف، مقدار ضریب کیفیت Q مدار اغلب درگیر است. بنابراین مقدار Q چیست؟ در زیر به بحث مفصلی خواهیم پرداخت.
تعریف اصلی ضریب کیفیت با انرژی تعریف می شود که نشان دهنده رابطه تبدیل بین انرژی ها در یک مدار است، یعنی بازده ذخیره انرژی مدار. معنای فیزیکی ضریب کیفیت را می توان به وضوح از تعریف ضریب کیفیت انرژی بیان کرد که برای مدارهای مختلف اهمیت جهانی دارد.
برای محاسبه ضریب کیفیت مدارهای سری RLC ساده و مدارهای موازی میتوان مستقیماً از فرمول تعریف ضریب کیفیت در مدارهای سری RLC و مدارهای موازی استفاده کرد، اما برای مدارهای تشدید RLC کمی پیچیدهتر، این فرمولها دیگر قابل اجرا نیستند. ابتدایی ترین تعریف ضریب کیفیت، یعنی تعریف انرژی، باید ضریب کیفیت هر مدار رزونانسی باشد که بتوان آن را محاسبه کرد، اما می تواند کاملاً دست و پا گیر باشد.
شکل 1 یک مدار تشدید سری متشکل از یک خازن C، یک سلف L و مقاومت نشتی خازن و مقاومت خط سلف R را نشان می دهد. امپدانس مختلط Z این مدار مجموع امپدانس های پیچیده سه جزء است.
شکل 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
مقاومت R در معادله بالا قسمت واقعی عدد مختلط است و تفاوت راکتانس القایی و راکتانس خازنی قسمت خیالی عدد مختلط است. ما بخش خیالی را راکتانس می نامیم که با X نشان داده می شود و ω فرکانس زاویه ای سیگنال اعمال شده است.
وقتی X{0}} مدار در حالت رزونانس است، که در آن راکتانس القایی و خازنی یکدیگر را خنثی میکنند، یعنی قسمت فرضی در معادله ⑴ صفر است و در نتیجه حداقل امپدانس در مدار ایجاد میشود. بنابراین، جریان در حداکثر خود است و مدار اکنون یک مدار بار کاملاً مقاومتی است که در آن ولتاژ و جریان در مدار در فاز هستند. هنگامی که یک مدار تشدید می شود، ظرفیت آن برابر با اندوکتانس آن است، بنابراین ولتاژ موثر در خازن و سلف باید برابر باشد.
مقدار مؤثر ولتاژ در خازن UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU ضریب کیفیت Q=1/ω CR، که در آن I کل جریان مدار است.
مقدار موثر ولتاژ در سلف UL=ω LI=ω L * U/R=QU ضریب کیفیت Q=ω L/R
زیرا UC=UL، Q=1/ω CR=ω L/R
نسبت ولتاژ روی خازن به ولتاژ سیگنال اعمال شده UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q نسبت ولتاژ روی سلف به ولتاژ سیگنال اعمال شده U UL/U{4}{0}
از تجزیه و تحلیل فوق می توان دریافت که هر چه ضریب کیفیت مدار بالاتر باشد، ولتاژ روی سلف یا خازن نسبت به ولتاژ اعمال شده بیشتر است.
نتیجه گیری
تعریف انرژی ضریب کیفیت به وضوح معنای فیزیکی فاکتور کیفیت را بیان می کند و برای مدارهای مختلف اهمیت جهانی دارد. با این حال، استفاده از آن برای حل ضریب کیفیت مدارهای تشدید پیچیده تر بسیار دشوار و حتی دشوار است. تعریف ضریب کیفیت مدارهای رزونانس سری و موازی مستقیماً از منظر پارامترهای مدار تعریف می شود. این تعریف برای محاسبه ضریب کیفیت مفید است، اما از منظر درک، به اندازه تعریف انرژی از ضریب کیفیت واضح نیست و دیدن معنای فیزیکی آن را آسانتر میکند. از اثبات قسمت اول می توان دریافت که تعریف ضریب کیفیت مدارهای تشدید سری و موازی را می توان از تعریف انرژی ضریب کیفیت به دست آورد و این دو با یکدیگر معادل هستند. فرمول محاسبه ساده برای استخراج ضریب کیفیت هر مدار رزونانسی که در این مقاله ارائه شده است برای استخراج فرمول محاسبه ضریب کیفیت مدارهای تشدید پارامترهای مختلف به ویژه برای مدارهای تشدید پیچیده تر موثر است. تا زمانی که مقاومت معادل، اندوکتانس و ظرفیت مدار در شرایط تشدید به دست آید، محاسبه ضریب کیفیت مدار تشدید سری را می توان به طور مستقیم برای بدست آوردن ضریب کیفیت مدار اعمال کرد. این روش به ویژه برای حل مدارهای پیچیده ساده و آسان است و برتری زیادی را نشان می دهد.