Quel est le facteur de qualité d’un circuit résonant ? Wuhan UHV est spécialisé dans la productiondispositifs résonants en série, avec une large gamme de produits et de tests électriques professionnels. Quand on cherchedispositifs résonants en série, choisissez Wuhan UHV
Les circuits résonants ont un large éventail d'applications en technologie électronique. Les caractéristiques d'un circuit résonant sont étroitement liées à son facteur de qualité (c'est-à-dire la valeur Q). Pour obtenir la valeur Q d'un circuit, il faut partir de sa définition afin d'avoir une compréhension plus profonde de la signification de la valeur Q et une compréhension plus complète des caractéristiques des circuits résonants. Lors de l’étude de divers circuits résonants, la valeur du facteur de qualité Q du circuit est souvent impliquée. Alors, quelle est la valeur Q ? Ci-dessous, nous fournirons une discussion détaillée.
La définition originale du facteur de qualité est définie par l'énergie, qui représente la relation de conversion entre les énergies dans un circuit, c'est-à-dire l'efficacité du stockage d'énergie du circuit. La signification physique du facteur de qualité peut être clairement exprimée à partir de la définition du facteur de qualité énergétique, qui a une signification universelle pour divers circuits.
Pour le calcul du facteur de qualité des circuits série et parallèle RLC simples, on peut appliquer directement la formule de définition du facteur de qualité dans les circuits série et parallèle RLC, mais pour les circuits résonants RLC légèrement plus complexes, ces formules ne sont plus applicables. La définition la plus primitive du facteur de qualité, à savoir la définition de l'énergie, doit être le facteur de qualité de tout circuit résonant pouvant être calculé, mais elle peut être assez lourde.
La figure 1 montre un circuit résonant en série constitué d'un condensateur C, d'une inductance L, d'une résistance de fuite du condensateur et d'une résistance de ligne de l'inductance R. L'impédance complexe Z de ce circuit est la somme des impédances complexes de trois composants.
Figure 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
La résistance R dans l'équation ci-dessus est la partie réelle du nombre complexe, et la différence entre la réactance inductive et la réactance capacitive est la partie imaginaire du nombre complexe. Nous appelons la partie imaginaire la réactance, représentée par X, et ω est la fréquence angulaire du signal appliqué.
Lorsque X=0, le circuit est dans un état résonnant, où les réactances inductive et capacitive s'annulent, c'est-à-dire que la partie imaginaire de l'équation ⑴ est nulle, ce qui entraîne l'impédance minimale dans le circuit. Par conséquent, le courant est à son maximum et le circuit est désormais un circuit à charge purement résistive, où la tension et le courant dans le circuit sont en phase. Lorsqu'un circuit résonne, sa capacité est égale à son inductance, donc la tension efficace aux bornes du condensateur et de l'inductance doit être égale,
La valeur efficace de la tension sur le condensateur UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Facteur de qualité Q=1/ω CR, où I est le courant total du circuit.
Valeur efficace de la tension sur l'inductance UL=ω LI=ω L * U/R=QU Facteur de qualité Q=ω L/R
Parce que UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Le rapport entre la tension sur le condensateur et la tension du signal appliquée U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Le rapport entre la tension sur l'inductance et la tension du signal appliquée U UL/U=ω LI/RI=ω L/R=Q
De l'analyse ci-dessus, il ressort que plus le facteur de qualité du circuit est élevé, plus la tension sur l'inductance ou le condensateur est élevée par rapport à la tension appliquée.
Conclusion
La définition énergétique du facteur de qualité exprime clairement la signification physique du facteur de qualité et a une signification universelle pour divers circuits. Cependant, il est assez difficile, voire difficile, de l'utiliser pour résoudre le facteur de qualité de circuits résonants plus complexes. La définition du facteur de qualité des circuits résonants série et parallèle est directement définie du point de vue des paramètres du circuit. Cette définition est utile pour calculer le facteur de qualité, mais du point de vue de la compréhension, elle n'est pas aussi claire que la définition énergétique du facteur de qualité, ce qui facilite la compréhension de sa signification physique. De la preuve de la première partie, nous pouvons voir que la définition du facteur de qualité des circuits résonants série et parallèle peut être dérivée de la définition énergétique du facteur de qualité, et les deux sont équivalents l'un à l'autre. La formule de calcul simple permettant de dériver le facteur de qualité de tout circuit résonant donnée dans cet article est efficace pour dériver la formule de calcul du facteur de qualité de divers circuits résonants à paramètres groupés, en particulier pour les circuits résonants plus complexes. Tant que la résistance, l'inductance et la capacité équivalentes du circuit dans des conditions de résonance sont obtenues, le calcul du facteur de qualité du circuit résonant en série peut être directement appliqué pour obtenir le facteur de qualité du circuit. Cette méthode est simple et facile à mettre en œuvre, notamment pour résoudre des circuits complexes, démontrant une grande supériorité.