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電感的 Q 因數(shù)

發(fā)布日期:2022-05-28 09:57:17 訪問次數(shù):614

繞組電阻表現(xiàn)為與電感串聯(lián)的電阻;它被稱為 DCR(直流電阻)。這種電阻會(huì)消耗一些無功能量。電感器的品質(zhì)因數(shù)(或 Q)是在給定頻率下其感抗與其電阻之比,是衡量其效率的指標(biāo)。電感器的 Q 因子越高,它越接近理想電感器的行為。高 Q 電感器與電容器一起使用,以在無線電發(fā)射器和接收器中制造諧振電路。 Q 越高,諧振電路的帶寬越窄。

電感的 Q 因數(shù)定義為,其中 L 是電感,R 是 DCR,乘積 ωL 是感抗:

如果 L 和 R 恒定,Q 隨頻率線性增加。盡管它們在低頻下是恒定的,但參數(shù)隨頻率而變化。例如,趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和磁芯損耗會(huì)隨著頻率增加 R;繞組電容和磁導(dǎo)率隨頻率的變化會(huì)影響 L。

在低頻和限制范圍內(nèi),增加匝數(shù) N 會(huì)提高 Q,因?yàn)?L 隨 N2 而變化,而 R 隨 N 線性變化。類似地增加電感器的半徑 r 會(huì)提高(或增加)Q,因?yàn)?L 隨 r2 變化而 R 線性變化與 r。因此,高 Q 空芯電感器通常具有大直徑和多匝數(shù)。這兩個(gè)示例都假設(shè)導(dǎo)線的直徑保持不變,因此兩個(gè)示例都按比例使用更多的導(dǎo)線。如果導(dǎo)線的總質(zhì)量保持不變,那么增加匝數(shù)或匝數(shù)半徑將沒有任何好處,因?yàn)閷?dǎo)線必須成比例地變細(xì)。

使用高磁導(dǎo)率鐵磁芯可以大大增加相同數(shù)量的銅的電感,因此磁芯也可以增加 Q。但是,磁芯也會(huì)引入隨頻率增加的損耗。選擇芯材料以獲得頻帶的最佳結(jié)果。高Q電感必須避免飽和;一種方法是使用(物理上更大的)空芯電感器。在 VHF 或更高頻率下,可能會(huì)使用空芯。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的空心電感器的 Q 值可能為數(shù)百。

聯(lián)系人:楊小姐


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