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关于电感的品质因数

Category : 知识分享     Date : 03/06/2024
电感的品质因数,通常称为Q值,它是衡量电感器件性能的一个重要参数。它定义为电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有莫大关系。电感的Q值越高,意味着其损耗越小,效率越高,因此我们在做成品电感时会希望Q值越高越好。



计算公式

Q=2π×电路中存储的能量电路一个周期内消耗的能量。 其中,ω 是电路谐振时的电源频率,L代表是电感,R是串联电阻,C则是电容。

品质因数描述了回路的储能与它一周耗能之比,并且品质因数与通频带的宽窄是一对矛盾,呈现反比。在保证谐振点的情况下,如果需要宽一点的通频带,Q值越小越好;Q值越大,谐振的通频带就越窄,也就是包含的频率范围更窄。



Q值的高低的功用

过大的Q值,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡。

Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现。这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失。所以在电力系统中应该避免出现谐振现象。相反的,而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值。 

在某些应用中,如阻波电路、吸收电路、选频电路、陷波电路等,Q值越大越好,这是利用谐振电路在谐振时的频率特性来实现特定功能。电感的品质因数也与工作频率有关,一般的电感随着频率的变高其Q值也会增高,但超过某个极限频率点后,换而言之超越临界点后电感的Q值会陡然下降。

举个例子 在设计宽带滤波器时,过高的Q值如果不采取其他措施,将使带内平坦度变坏。在电源退耦电路中,高Q值的电感和电容极容易产生自谐振状态,反而不利于消除电源中的干扰噪声。然而,对于振荡器,我们希望有较高的Q值,因为Q值越高,对振荡器的频率稳定度和相位噪声越有利。结论,电感Q值的大小取决于实际应用,并不是说数值越大就是越好。

电感Q值的提高往往受到一些因素的限制,如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、铁心和屏蔽引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。因此,线圈的Q值不可能做得很高,通常Q值为几十至一百,最高也只有四五百。