Q-factor in elektrische en elektronische engineering

Q-factor in elektrische en elektronische engineering

Q-factor in Elektrotechniek en elektronica

In een afgestemd circuit wordt de verhouding tussen reactantie en weerstand Q-factor of kwaliteitsfactor genoemd ... Of ...

Tegenovergestelde van de Power-factor wordt de Q-factor of kwaliteitsfactor van een spoel of zijn verdienste genoemd.

Q-factor =1/ Power Factor=1/Cosθ=Z/R    …    (Waar Power Factor Cosθ =R/Z )

Als R te klein is met betrekking tot reactantie

Vervolgens Q-factor =Z/R =ωL/R =2πfL / R    …    (ωL/R =2πf)

Ook kan Q-factor worden gedefinieerd als de verhouding tussen opgeslagen energie en energie die per cyclus in een circuit wordt gedissipeerd

Q =2π x (opgeslagen energie/vermogensverlies)

In een resonator is Q de verhouding tussen de opgeslagen energie in de resonator en de energie geleverd door de generator om de signaalamplitude constant te houden

Q =2π (maximaal opgeslagen energie/energiedissipatie per cyclus) in de spoel.

Goed om te weten * ¹ :

In elektrisch systeem en circuits is de opgeslagen energie de som van opgeslagen energieën in verliesvrije smoorspoelen en condensatoren. En de verloren energie is de som van de energieën gedissipeerd in weerstanden (warmte, licht enz.) per cyclus

Terwijl;

 condensator absorbeert reactief vermogen en slaat energie op in de vorm van elektrisch veld

Inductor absorbeert reactief vermogen en slaat energie op in de vorm van magnetisch veld

En

Weerstand absorbeert de echte kracht en dissipeert in de vorm van warmte en licht

Q-factor in pure capacitieve (C) en pure inductieve (L) circuits

Zoals we weten is het vermogen in pure capacitieve en inductieve circuits nul. Dus de Circuit Power-factor is ook nul. Maar de "Q" -factor van het circuit is het omgekeerde van de arbeidsfactor, dus de "Q" -factor in zowel pure capacitieve als inductieve circuits is oneindig (∞).

Q-factor in een Series RL-circuit

In Series RL Circuit, Impedantie (Z) =de inductieve reactantie =X_L =2πfL, dus de kwaliteitsfactor “Q”

=Z/ R → =X_L /R → =2πf_r L /R

Q-factor in een serie RC-circuit

In serie RC-circuit, impedantie (Z) =capacitieve reactantie =X_{C =} 1/2πfC, daarom de kwaliteitsfactor “Q”

=Z/ R → =X_C /R → =(1/2πf_r C) /R → =1 / 2πf_r CR.

Waar

Z =Impudence =Weerstand in AC-circuits (Z =X_L ² -X_C ² Ω)

R =Weerstand in Ω

C =Capaciteit in Farads

L =Inductantie in Hennery

X_L =Inductieve reactantie in Ω

X_C =Capacitieve reactantie in Ω

f_r =Resonantiefrequentie in Hz

Q-factor van een afgestemde kring =resonantiefrequentie / bandbreedte

Q =f_r / B

Q =f_r / (f₂ – f₁ )

Waar

f_r =Resonantiefrequentie in Hertz

B =Bandbreedte =het verschil tussen de bovenste en onderste frequenties in een continue reeks frequenties =B =(f₂ – f₁ )

Q-factor in een Series RLC-circuit ( Spanning ingangsresonantie Circuit)

In een ideaal serie RLC-circuit (ook in een (TRF) afgestemde radiofrequentie-ontvanger) is de Quality "Q"-factor

Q =(1/R) x (√ (L/C) =ω₀ L/R

Het is duidelijk uit de bovenstaande vergelijking dat hoe groter de serieweerstand, hoe kleiner de "Q"-factor van het circuit, d.w.z. , hoe meer energie verloren gaat en hoe groter de bandbreedte.

Goed om te weten* ² : Een hoge Q-factor van een resonantiecircuit heeft een smalle bandbreedte in vergelijking met een lage "Q" -factor

Q-factor in een parallel RLC-circuit ( Huidige ingangsresonantie Circuit)

De "Q"-factor in een parallel RLC-circuit is precies het omgekeerde van de "Q"-factor in het Series RLC-circuit

Q =R x (√ (C /L) =R /ω₀ L

Waar

R =Weerstand in Ω

C =Capaciteit in Farads

L =Inductantie in Henry

Het is duidelijk uit de bovenstaande vergelijking dat hoe lager de weerstand, hoe groter de "Q"-factor van het circuit, d.w.z. de minder energieverlies en de smallere bandbreedte en het zou nuttig zijn in filterontwerpcircuits om de bandbreedte te bepalen.

Q-factor in een circuit met gecompliceerde impedanties

Zoals we hierboven hebben besproken:"In een afgestemd circuit wordt de verhouding tussen reactantie en weerstand Q-factor of kwaliteitsfactor genoemd ... Of

Tegenovergestelde van de Power-factor wordt de Q-factor of kwaliteitsfactor van een spoel genoemd.

Q-factor =1/ Power Factor=1/Cosθ=Z/R    …    (Waar Power Factor Cosθ =R/Z )”

Deze voor; we kunnen ook de "Q" -factor bepalen van een circuit met gecompliceerde impedanties als we de circuitvermogensfactor kennen waar

Power factor=Cosθ =R/Z   … of…

De tangens van de fasehoek (θ) tussen stroom en spanning.

Goed om te weten * ³ :

Een hoge Q-factor van een resonantiekring heeft een smalle bandbreedte in vergelijking met een lage "Q"-factor

Een lage Q-factor geeft een brede band (brede bandbreedte)
Een hoge Q-factor geeft een smalle band (kleine bandbreedte)